Устройство для автоматического диагностирования узлов радиоэлектронной аппаратуры

 

Союз Советски к

Социалистических

Республик (!!i 687422 (63 ) Дополнительное к авт. санд-ву (22)Заявлено 26.05,77 (2I) 2489891/18-21 с присоединением заявки М (23) П риоритет

Опубликовано 25.09.79, Бюллетень М35

Дата опубликования описания 28.09.79 (51)М. Кл. (01 и 31/28

Гвцдврстввнньй ewerr

СССР

50 gMH N366p6fsHMll в Отяк7вв (53) УДК 621,3,082. .6(088,8) (72) Авторы изобретения

А. И. Баранов, Ю. П. Белянин, В. А. Егоров, И. П. Некрасов и Ю. Н. Сулицкий (73) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОГО

ДИАГНОСТИРОВАНИЯ УЗЛОВ РАДИОЭЛЕКТРОННОЙ АППАРАТУРЫ

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

Известно устройство для контроля электронных схем по тепловому излучению, содержащее приемник-преобразователь теплового излучения компонентов ло схемы в электрический сигнал, устройство обработки данных, устройство вывода информации, позволяющее, в частности, обнаруживать место дефекта в работающей схеме путем сравнения темпера15 турного профиля контролируемой схемы с эталонным и температурными профиля» ми, соответствующими схеме с определенными дефектами (1 J.

Недостатками этого устройства являются невысокая глубина поиска дефектов, так как происходит лишь локализация места проявления неисправности, которое не всегда совпадает с местом ее возникновения, недостаточная достоверность диагностирования, связанная 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 изменения внешних условий. Кроме того, необходимо хранить большое количество информации о влиянии любых предполагаемых дефектов на температуру компонентов узла.

Наиболее близким по техническому решению к предлагаемому является устройство для автоматического диагностирования радиоэлектронной аппаратуры (РЗА), содержащее приемник-преобразователь теплового излучения контролируемой схемы, источник эталонной информации о терморельефе контрольной схемы, блок синхронизации, первый выход которого соединен с входом синхронизации приемника-преобразователя теплового излучения, блок управления, первый вы7422 4 з 68 ход которого соединен с входом блока синхронизации, блок сравнения сигналов, снимаемых с выходов приемника теплового излучения и источника эталонной информации, снабженный пороговыми схемами, и индикатор (2j.

Однако это устройство не может обеспечить достаточной глубины поиска дефекта и достоверности диагностирования, так как в качестве диагностического признака используется величина теплового излучения компонентов узла, в большой степени зависящая от их теплофизических характеристик (например, коэффициента излучательной способности поверхности) и от стабильности и идентичности параметров приемников-преобразователей теплового излучения контролируемой и эталонной схем.

Иель изобретения — увеличение глубины поиска дефектов и повъпцение достоверности диагностирования.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство, содержащее приемникпреобразователь, оптически связанный с диагностируемым блоком, блок синхронизации, первый выход которого соединен с входом приемника-преобразователя, а вход - с первым выходом блока управления, источник пороговых напряжений, два пороговых элемента, индикатор неисправностей, введены блок дифференцирования, блок обработки и хранения информации, блок формирования тестовых воздействий, при этом выход приемника-преобразователя через блок дифференцирования соединен с одним из входов каждого иэ пороговых элементов, другие выходы которых соединены с соответствующими выходами источника пороговых напряжений, а первый и второй входы обработки и хранения информаций соединены с соответствующими выходами пороговых элементов, третий вход сздинен со вторым выходом блока управления, а первый выход - с входом индикатора неисправностей, а первый вход блока формирования тестовых воздействий соединен со вторым выходом блока обработки и хранения информации, второй вход соединен со вторым выходом блока синхрониза ции, а выходы — с соответствующими входами диагностируемого блока.

На чертеже представлена структурная схема устройства.

Устройство имеет приемник-преобразователь 1 диагностируемого блока 2;

Зо

45 блок синхронизации 3; блок управления

4; пороговые элементы 5 и 6, регистрирующие знак изменения теплового излучения компонентов узла и формирующие двоичный символ этого знака, первые входы которых соединены с выхо.дом блока дифференцирования 7, вход которого соединен с выходом приемникапреобразователя; источник пороговых напряжений 8, выходы которого подключены ко вторым входам пороговых элементов 5 и 6; блок 9 обработки и хранения информации, на первый и второй входы которого поступают сигналы с пороговых элементов, а на третий — сигнал со второго выхода блока управления 4; блок

1 О фиксации неисправностей, соединенный с первым выходом блока обработки и хранения информации; блок 11 формирования тестовых воздействий, выходы которого подключены к соответствующим входам диагностируемого узла, а к первому и второму входам подсоединены соответственно вторые выходы блока обработки и хранения информации и блока синхронизации.

В качестве приемника-преобразователя 1 может быть использована любая система, обеспечивающая преобразование теплового излучения компонентов диагностируемой схемы в электрические сигналы, например система сканирующего типа.

Блок дифференцирования в этом случае может быть построен с использованием устройств задержки или устройств памяти и схем сравнения, обеспечивающих образование конечной разности двух сигналов от одного и того же компонента через интервал времени д . Получен)Ю ный сигнал, пропорциональный — бу Ф d0 дет близок к первой, производной - — соответствующей скорости изменения теплового излучения данного компонента, а полярность сигнала определит знак изменения теплового излучения компонента.

Пороговые элементы 5 и 6 могут быть построены с применением операционных усилителей и формирователей логических уровнений.

Блоком 9 обработки и хранения информации может служить специализированное цифровое вычислительное устройство или малая ЦВМ, обеспечивающие хранение и считывание тестовой программы, определяющей состав и порядок подачи входных воздействий и соответст687422 вуюшие им эталонные знаки изменения теплового излучения компонентов диагностирующего узла.

Блок 10 фиксации неисправностей может быть построен с использованием устройств индикации, например индикаторных ламп, и запоминающих устройств, например, на триггерах и должен обеспе« чивать фиксацию номера компонента и номера тестового воздействия, при реализации которого знак изменения теплового излучения компонента не совпал со своим эталонным значением.

Блок 11 формирования тестовых воздействий может быть выполнен на любых электронных элементах, обеспечивающих согласование параметров диагностируемого узла и блока обработки и хранения информации и должен содержать коммутатор, обеспечивающий соединение выходов блока формирования тестовых воздействий с соответствующими входами диагностируемого узла, при смене типа последнего.

Принцип работы устройства основан на том, что мошность, рассеиваемад Компонентами РЭА, а следовательно, температура их поверхности и соответственно интенсивности теплового излучения зави-сят от их электрического режима, который может резко меняться при скачкообразном изменении амплитуды или частоты сигналов, подаваемых на входы компонентов, и приводить к увеличению или уменьшению интенсивности теплового излучения поверхности компонентов в случае исправности соединений, по ко торым подаются воздействия, и самих компонентов. Так, мощность, рассеивае мая интегральной схемой (ИС) изменяется при переключении логического состояния вентилей, входящих в ее состав. На» пример, переключение одного вентиля из состояния «лог 1 " в состояние «лог. 0" или из состояния "лог. 0" в состояние "лог.

1 в распространенных ИС типа ТТЛ вызывает изменение мощности, рассеиваемой корпусом этой ИС на 10-20 МВТ, что приводит соответственно к повышению или понижению температуры крышки корпуса ИС на 0,5 — 1 С. Соответствующим образом происходит увеличение или уменьшение интенсивности теплового из» лучения крышки ИС.

При диагностировании, например, циф»ровых узлов, построенных на логических

11

ЗО

6

ИС, устройство работает следуюшим об разом.

Блок управления 4, обеспечиваюший функционирование всего устройства, выдает команду запуска в блок 9 обработки и хранения информации и в блок синхронизации 3. При этом происходит считывание комбинации тестовых сигналов в блок 11 формирования тестовых воздействий из памяти блока обработки и хранения информации и переписывание эталонных знаков изменения теплового излучения корпусов ИС в двоичном коде в схему совпадения блока обработки и хранения информации. Блок синхронизации 3, в свою очередь, выдает команду в блок формирования тестовых воздействий, после которой исходная начальная комбинация тестовых сигналов, подаваемая на входы диагностируемого блока 2, сменяется новой комбинацией, что приводит к переключению определенных ИС, темпаратура и тепловое излучение корпусов которых начинают меняться в ту или другую сторону или остаются неизменными в зависимости от наличия или отсутствия дефектов.

Тепловое излучение корпусов ИС диагостируемого узла воспринимается приемником-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 дифференцирования 7. Через время Dt которое определяется тепловыми переходными характеристиками корпусов ИС и которое значительно больше времени одного полного сканирования ск корпусов ИС диагностируемого узла, на выходе блока дифференцирования появляется последовательность сигналов, полярность которых определяется направлением происходящего изменения теплового излучения соответствующих корпусов ИС, а амплитуда - скоростью этого изменения. Пороговые элементы 5 и 6, первые входы которых соединены с выходом блока дифференцирования, определяют соответственно положительную или отрицательную полярность сигналов, что соответствует увеличению или уменьшению теплового излучения корпусов ИС. 1ля этого на вто687422

7 рые входы пороговых элементов 5 и 6 подаются соответственно положительное и и отрицательное U пороговые напряжения с выходов. источника пороговых напряжений 8, определяющие пороги срабатывания пороговых устройств, исходя из условий их помехоустойчивости и величины сигнала, соответствующей минимальной скорости изменения теплового излучения корпусов ИС диагностируе 10 мого узла. При неизменяющемся тепловом излучении пороговые устройства не срабатывают и на их выходах формирует ся напряжение уровня лог. О . При положительном знаке изменения теплового излучения корпуса ИС на выходе порогового элемента 5 появляется напряжение уровйя "лог. 1, при отрицательном напряжение уровня "лог. 1 появляется на выходе порогового элемента 6. Таким образом, на первый и второй входы блока обработки и хранения информации с выходов пороговых элементов 5 и 6 поступает информация о знаке (направлении)

25 изменения теплового излучения корпусов

ИС в двоичном коде, где 10 означает увеличение теплового излучения, соответствующего корпуса ИС, "01 - уменьшение, а "ОО - что изменения не про30 исходит. Эти сигналы поступают на схему совпадения блока обработки и хранения информации, где сравниваются с требуемыми (эталонными) знаками изменения теплового излучения соответственно для каждого корпуса. Признаком

35 обнаружения дефекта HC или связанных с ее входами соединений является несовпадение знака изменения теплового излучения корпуса ИС с эталонньщ для дан- 4 ного изменения комбинации входных сиг налов диагностируемого узла. При этом в устройстве фиксации неисправностей запоминается номер входного воздейст-. вия и номера корпу эв ИС, где действи- 45 тельные изменения теплового излучения не совпали с эталонными. Дешифрация полученных результатов, которая. может производиться также блоком обработки и эрмации позволяет у<-танО 50 вить место дефекта с точностью до свр зи и вентиля ИС, а также характер неисправности.

Полная проверка диагностируемого узла осуществляется при реализации всех комбинаций входных воздействий, осуществляемых аналогично описанному выше согласно специально составленой тесто8 вой программе, которая формируется так, чтобы обеспечить переключение каждой ИС по каждому ее задействованному входу. Составление тестовой программы производится на основании электрической схемы диагностируемого узла и сведений о мощности, рассеиваемой ИС в состояниях "лог. О" и лог. 1".

В предлагаемом устройстве увеличение глубины поиска дефекта обеспечивается тем, что каждое изменение комбинаций тестовых сигналов воздействует на определенные входы компонента узла, проверяемого данной комбинацией. Достс верность диагностирования повышается за счет того, что знак изменения теплового излучения компонентов, являющийся диагностическим признаком, не зависит от разброса их тепловых и электрических параметров, а также от изменения внешних условий.

Изобретение позволит сократить затраты времени на поиск и локализацию дефектов в узлах радиоэлектронной аппаратуры.

Формула изобретения

Устройство для автоматического диагностирования узлов-, радиоэлектронной, аппаратуры по тепловому излучению компонентов, содержащее приемник-преобразователь, оптически связанный с диагностируемым блоком, блок синхронизации, первый выход которого соединен с входом приемника-преобразователя, а вход - с первым выходом блока управления, источник пороговых напряжений, два пороговых элемента, индикатор неисправностей, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью увеличения глубины ,поиска дефектов и повышения достоверности диагностирования, в него введены блок дифференцирования, блок обработки и хранения информации, блок формирования тестовых воздействий, при этом выход приемника-преобразователя через блок дифференцирования соединен с одним иэ входов каждого из пороговых

Ф элементов, другие входы которых соединены с соответствующими выходами источника пороговых напряжений, а первый и второй входы блока обработки и хранения информации соединены с соответствующими выходами пороговых элементов, третий вход соединен со вторым выходом блока управления,,а первый выход - с входом индикатора неисправ

687422

Составитель П. Лягни

Редактор Т. Иванова Техред И. Асталош Корректор Ю. Макаренко

Заказ 5572/43 Тираж 1090 Подписное

ЦНИИПИ Государственного, комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская, наб., д. 4/5

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 ностей, а первый вход блока формирования тестовых воздействий соединен со вторым выходом блока обработки и хранения информании, второй вход соединен со вторым выходом блока синхронизации, а выходы - с соответствующими входами диагностируемого блока.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.. Ж. Электроника 1967, ¹ 7, с. 22-28, 2. Авторское свидетельство СССР

¹ 302672, М-.Кл С01 R 17/16, 29.07.1968 (прототип).