SU687422A1 - Устройство дл автоматического диагностировани узлов радиоэлектронной аппаратуры - Google Patents

Description

I

Изобретение относитс  к контрольноизмерительной технике и может быть использовано дл  поиска и локализации дефектов в радиоэлектронных узлах, построенных на цифровых интегральных схемах (ИС).

Известно устройство дл  контрол  электронных схем по тепловому излучению , содержащее приемник-преобразователь теплового излучени  компонентов схемы в электрический сигнал, устройство обработки данных, устройство вывода информации, позвол ющее, в частности , обнаруживать место дефекта в работающей схеме путем сравнени  температурного профил  контролируемой схемы с эталонным и температурными профил ми , соответствующими схеме с определенными дефектами l.

Недостатками этого устройства  вл ютс  невысока  глубина поиска дефектов так как происходит лишь локализаци  места про влени  неисправностИг которое не всегда совпадает с местом ее воаникновени , недостаточна  достоверность циагностировани , св занна  с тем, что результат правильной идентификации дефекта зависит от возможных отклонений тепловых и электрических параметров компонентов контролируемого узла, от Параметров компонентов эталонного узла и от изменени  внешних условий. Кроме того, необходимо хранить большое количество информации о вли нии любых предполагаемых дефектов на температуру компонентов узла.

Наиболее близким по техническому решению к предлагаемому  вл етс  устройство дл  автоматического диагностировани  радиоэлектронной аппаратуры (РЗА), содержащее приемник-преобразователь теплового излучени  контролируемой схемы, источник эталонной информации о терморельефе контрольной схемы, блок синхронизации, первый выход которого соединен с входом синхронизации приемника-преобразовател  теплового излучени , блок управлени , первый выход которого соединен с входом блока синхронизации, блок сравнени  сигналов, снимаемых с выходов приемника теплового излучени  и источника эталонной информации, снабженный пороговыми схемами , и индикатор Г 2J,

Однако это устройство не может обеспечить достаточной глубины поиска дефекта и достоверности диагностировани . так как в качестве диагностического приз-° нака используетс  величина теплового из лучени  компонентов узла, в большой степени завис ща  от их теплофизически характеристик (например, коэффициента излучательной способности поверхности) и от стабильности и идентичности параметров приемников-преобразователей теп лового излучени  контролируемой и эталонной схем. Цель изобретени  - увеличение глубины поиска дефектов и повышение досто верности диагностировани . Поставленна  цель достигаетс  тем, что в устройство, содержащее приемникпреобразователь , оптически св занный с диагностируемым блоком, блок синхронизации , первый выход которого соединен входом приемника-преобразовател , а вход - с первым выходом блока управле ни , источник пороговых напр жений, два пороговых элемента, индикатор неисправ ностей, введены блок дифференцировани , блок обработки и хранени  информации, блок формировани  тестовых воздействий при этом выход приемника-преобразовател  через блок дифференцировани  соеди нен с одним из входов каждого из пороroBbix элементов, другие выходы которы соединены с соответствующими выходами источника пороговых напр жений, а первый и второй входы обработки и хранени  информации соединены с соответствующими выходами пороговых, элементов , третий вход си-динен со вторым выходом блока управлени , а первый выход - с входом индикатора неисправностей , а первый вход блока формировани  тестовых воздействий соединен со вторым выходом блока обработки и хранени  информации, второй вход соединен со вторым выходом блока синхронизации , а выходы - с соответствующими входами диагностируемого блока. На чертеже представлена структурна  схема устройства. Устройство имеет приемник-преобразователь 1 диагностируемого блока 2;

Claims (2)

1. блок синхронизации 3; блок управлени  4; пороговые элементы 5 и 6, регистрирующие знак изменени  теплового излучени  компонентов узла и формирующие двоичный символ этого знака, первые входы которых соединены с выхо ,дом блока дифференцировани  7, вход которого соединен с выходом приемникапреобразовател ; источник пороговых напр жений 8, выходы которого подклюйены ко вторым входам пороговых элементов 5 и 6; блок 9 обработки и хранени  информации, на первый и второй входы кото{эого поступают сигналы с пороговых элементов, а на третий - сигнал со второго выхода блока управлени  4; блок 10 фиксации неисправностей , соединенный с первым выходом блока обработки и хранени  информации; блок 11 формировани  тестовых воздействий, выходы которого подключены к соответствующим входам диагностируемого узла, а к первому и второму входам подсоединены соответственно вторые выходы блока обработки и хранени  информации и блока синхронизации. В качестве приемника-преобразовател  1 может быть использована люба  система, обеспечивающа  преобразование теплового излучени  компонентов диагностируемой схемы в электрические сигналы, например система сканирующего типа. Блок дифференцировани  в этом случае может быть построен с использованием устройств задержки или устройств пам ти и схем сравнени , обеспечивающих образование конечной разности двух сигналов от одного и того же компонента через интервал времени д1. . Полученный сигнал, пропорциональный -гт , будет близок к первой .производной -Jl , соответствующей скорости изменени  теплового излучени  данного компонента, а пол рность сигнала определит знак изменени  теплового излучени  компонента. Пороговые элементы 5 и 6 могут быть построены с применением операционных усилителей и формирователей логических уровнений. Блоком 9 обработки и хранени  информации может служить специализированное цифровое вычислительное устройство или мала  ЦВМ, обеспечивающие хранение и считывание тестовой программы , определ ющей состав и пор док подачи входных воздействий и соответствующие им эталонные знаки изменени  теплового излучени  компонентов диагностирующего узла. Блок 1О фиксации неисправностей . может быть построен с использованием устройств индикации, например индикаторных ламп, и запоминающих устройств, например, на триггерах и должен обеспечивать фиксацию номера компонента и номера тестового воздействи , при реализации которого знак изменени  теплового излучени  компонента не совпал со своим эталонным значением. Блок 11 формировани  тестовых воздействий может быть выполнен на любых электронных элементах, обеспечивающих согласование параметров диагностируемого узла и блока обработки и хране- НИН информации и должен содержать коммутатор , обеспечивающий соединение выходов блока формировани  тестовых воздействий с соответствующими входами диагностируемого узла, при смене типа последнего. Принцип работы устройства основан на том, что мощность, рассеиваема  компонентами РЭА, а следовательно, температура их поверхности и соответственно интенсивности теплового излучени  зави- -с т от их электрического режима, который может резко мен тьс  при скачкообразном изменении амплитуды или частоты сигналов, подаваемых на входы компонентов, и приводить к увеличению или уменьшению интенсивности теплового излучени  поверхности компонентов в случае исправности соединений, по которым подаютс  воздействи , и самих компонентов. Так, мощность, рассеиваема  интегральной схемой (ИС) измен ет с  при переключении логического состо  ни  вентилей, вход щих в ее состав. Например , переключение одного вентил  из состо ни  лог 1 в состо ние лог. О ил из состо ни  лог. О в состо ние лог. 1 в распространенных ИС типа ТТЛ вызывает изменение мощности, рассей- ваемой корпусом этой ИС на Ю-2О МВ что приводит соответственно к повышению или понижению температуры крьпики корпуса ИС на 0,5 - 1 С. Соответствую щим образом происходит увеличение или уменьшение интенсивности теплового излучени  крыщки ИС. При диагностировании, например, ци4ь ровых узлов, построенных на логических ИС, устройство работает следующим образом . Блок управлени  4, обеспечивающий функционирование всего устройства, выдает команду запуска в блок 9 обработки и хранени  информации и в блок синхронизации 3. При этом происходит считывание комбинации тестовых сигналов в блок 11 формировани  тестовых воздействий из пам ти блока обработки и хранени  информации и переписывание ; эталонных знаков изменени  теплового излучени  корпусов ИС в двоичном коде в схему совпадени  блока обработки и хранени  информации. Блок синхронизации 3, в свою очередь, выдает команду в блок формировани  тестовых воздействий , после которой исходна  начальна  комбинаци  тестовых сигналов, подаваема  на входы диагностируемого блока 2, смен етс  новой комбинацией, что приводит к переключению определенных ИС, темпаратура и тепловое излучение корпусов которых начинают мен тьс  в ту или другую сторону или остаютс  неизменными в зависимости от наличи  или отсутстви  дефектов. Тепловое излучение корпусов ИС диагостируемого узла воспринимаетс  при- емником.-преобразователем 1, который, например, сканирует корпуса ИС диагностируемого узла в определенной последовательности . Блок синхронизации при этом обеспечивает синхронную подачу электрических сигналов, пропорциональных тепловому излучению корпусов ИС в данный момент времени, на вход блока дифференцировани  7. Через врем  At , которое определ етс  тепловыми переходными характеристиками корпусов ИС и которое значительно больше времени одного полного сканировани  t. ск корцусов ИС диагностируемого узла, на выходе блока дифференцировани  по вл етс  последовательность сигналов , пол рность которых определ етс  направлением происход щего изменени  теплового излучени  соответствующих корпусов ИС, а амплитуда - скоростью этого изменени . Пороговые элементы 5 и 6, первые входы которых соединены с выxoдo блока дифференцировани , определ ют соответственно положительную или отрицательную пол рность сигналов, что соответствует увеличению или уменьшению теплового излучени  корпусов ИС. Дл  этого на вторые входы пороговых элементов 5 и 6 подаютс  соответственно положительное Г1 г -j и отрицательное U-.. пороговые напр жени  с выходов, источника пороговых напр жений 8, определ ющие пороги срабатывани  пороговых устройств, исхо д  из условий их помехоустойчивости и величины сигнала, соответствующей минимальной скорости изменени  теплового излучени  корпусов ИС диагностируем мого узла. При неизмен ющемс  тепловом излучений пороговые устройства не срабатывают и на их выходах формирует с  напр жение уровн  лог. О. При положительном знаке изменени  теплового излучени  корпуса ИС на выходе порогового элемента 5 по вл етс  напр жение уровн  лог. 1, при отрицательном напр жение уровн  лог. 1 по вл етс  на выходе порогового элемента 6. Таким образом, на первый и входыблока обработки и хранени  информации с выходов пороговых элементов 5 и 6 поступает информаци  о знаке (направлени изменени  теплового излучени  корпусов ИС в двоичном коде, где 10 означает увеличение теплового излучени , соответствующего корпуса ИС, 01 умень шение, а ОО - что изменени  не происходит . Эти сигналы поступают на схему совпадени  блока обработки и хранени  информации, где сравниваютс  с требуемыми (ЭТЕШОННЫМИ) знаками изменени  теплового излучени  соответственно дл  каждого корпуса. Признаком обнаружени  дефекта ИС или св занных с ее входами соединений  вл етс  несовпадение знака изменени  теплового излучени  корпуса ИС с эталонным дл  данного изменени  комбинации входных сигналов диагностируемого узла. При этом в устройст1ве фиксации неисправностей запоминаетс  номер входного воздействи  и номера корпу эв ИС, где действительные изменени  теплового излучени  не совпали с эталонными. Дешифраци  пезлученных результатов, котора  может производитьс  также блоком обработки и храченш информации, позвол ет устало- вить место дефекта с точностью до св зи и вентил  ИС, а также характер неисправности . Полна  проверка диагйостируемого узла осуществл етс  при реализации все комбинаций входных воздействий, осущес вл емых аналогично описанному выше согласно специально составленой тестоВОЙ программе, котора  формируетс  так, чтобы обеспечить переключение каждой ИС по каждому ее задействованному входу. Составление тестовой программы производитс  на основании электрической схемы диагностируемого узла и сведений о мощности, рассеиваемой ИС в состо ни х лог. О и лог. 1. в предлагаемом устройстве увеличение глубины поиска дефекта обеспечиваетс  тем, что каждое изменение комбинаций тестовых сигналов воздействует на определенные входы компонента узла, провер емого данной комбинацией. Досто верность диагностировани  повышаетс  за счет того, что знак изменени  теплового излучени  компонентов,  вл ющийс  диагностическим признаком, не зависит от разброса их тепловых и электрических параметров, а также от изменени  внешних условий. Изобретение позволит сократить затраты времени на поиск и локализацию дефектов в узлах радиоэлектронной аппаратуры . Формула изобретени  Устройство дл  автоматического диагностировани  узловч радиоэлектронной, аппаратуры по тепловому излучению компонентов , содержащее приемник-преобразователь , оптически св занный с диагностируемым блоком, блок синхронизации , первый выход которого соединен с входом приемника-преобразовател , а вход - с первым выходом блока управлени , источник пороговых напр жений, два пороговых элемента, индикатор неисправностей , отличающеес  тем, что, с целью увеличени  глубины лоиска дефектов и повьпиени  достоверности диагностировани , в него введены блок дифференцировани , блок обработки и хранени  информации, блок формировани  тестовых воздействий, при этом выход приемника-преобразовател  через блок дифференцировани  соединен с одним из, ВХОДОВ каждого из пороговых элементов, другие входы которых соединены с соответствующими выходами источника пороговых напр жений, а первый и второй входы блока обработки и хранени  информации соединены с соответствующими выходами пороговых элементов , третий вход соединен со Вторым выходом блока управлени ,, а первый выход - с входом индикатора неисправ-i ностей, а первый вход блока формировани  тестовых воздействий соединен со вторым выходом блока обработки и хранени  информации, второй вход соединен со вторым выходом блока синхронизации, а выходы - с соответствующими входами диагностируемого блока. 687422 вн с. № 29 Источники информации, прин тые во мание при экспертизе 1.. Ж. Электроника; 1967, № 7, 22-28.
2. 2. Авторское свидетельство СССР 302672, М.Кл G-.01 R 17/16, .07.1968 (прототип).