Схемы функционального контроля: Методическое указание к практическим занятиям по курсу "Основы технической диагностики"

Схемы функционального контроля

Методическое указание по курсу ОТД

1 Цель практического занятия

Целью практического занятия является изучение принципов организации функционального контроля комбинационного дискретного устройства (КДУ) с помощью методов дублирования и паритета. Перед выполнением практического занятия студентам необходимо ознакомиться с содержанием разделов 6.1, 6.2 и 6.3 учебника [1]. Получить у преподавателя вариант задания (номер комбинационной схемы и номера элементов). Неисправности типа “константа 0” и “константа 1” на выходах заданных элементов рассматриваются при выполнении задания. Далее приводится последовательность выполнения задания.

2 Построение схемы дублирования

2.1 Для заданного КДУ (рис.1) определить реализуемые на его выходах функции алгебры логики f₁, f₂, f₃, f₄.

2.2 Рассчитать значение этих функций на всем множестве входных наборов и полученные результаты занести в табл.1.

2.3 Определить сложность КДУ L_о, как число входов элементов (при этом инвертор на входе логического элемента не учитывается и считается, что инверсия входного сигнала выполняется  “внутри” этого элемента).

Для схемы (рис.1) L_о=20.

2.4 Разработать на базе заданного КДУ самопроверяемую дублированную систему (рис.2) с использованием схем сжатия (TRC). Определить сложность системы L_g с учетом того, что L_TRC=12.В данном случае .

3 Построение схемы контроля методом паритета

3.1 В табл.1 определить значение функции паритета  для каждого двоичного набора, учитывая, что f_p=1, если складывается нечетное число единиц.

3.2 Осуществить минимизацию функции fp по карте Карно (рис.3).

3.3 Построить дополнительный блок Р(х), реализующий функцию f_p, и определить его сложность L_р (см. рис.4): L_р=10.

Рис. 1.

Рис. 2.

Рис. 3.

Рис. 4.

3.4 Разработать самопроверяемую структуру контроля с использованием дополнительного блока Р(х) (рис.5). Определить сложность структуры L_рс с учетом того, что . В данном случае .

Рис. 5.

4 Анализ неисправностей КДУ

4.1 Ввести и пронумеровать неисправности “константа 0”(n₂,n₄) и “константа 1” (n₁, n₃) на выходах заданных элементов. В рассматриваемой схеме (рис.1) это элементы Э1 и Э2.

4.2 Для заданных неисправностей определить функции, реализуемые неисправной схемой для каждого выхода:

для неисправности n₁:

для неисправности n₂:

для неисправности n₃:

для неисправности n₄:

 

4.3 Рассчитать значения этих функций на всем множестве входных наборов и полученные результаты занести в табл.1.

4.4 Путем анализа табл.1 определить для каждой из неисправностей обеих систем функционального контроля те входные наборы, на которых происходит искажение выходных функций f₁, f₂, f₃, f₄  в КДУ, но которые не обнаруживаются соответствующей схемой контроля. Полученные результаты занести в табл.2.

Таблица 2

Неисправность	Номера входных наборов, на которых неисправность не обнаруживается
	Дублирование	Паритет
n1	Обнаруживаются все одиночные неисправности на всех входных наборах	2,5,7,9,11
n2		13,15
n3		2,3,4,5,6,7
n4		0,1

4.5 Произвести в табл.3 сравнение обеих схем функционального контроля по следующим показателям: сложности L; количеству входных наборов, на которых не обнаруживаются неисправности из заданного множества.

Таблица 3

Схема контроля	Сложность L	Количество входных наборов, на которых не обнаруживаются заданные неисправности
дублирование	80	0
паритет	49	15

5 Содержание отчета

Отчет должен содержать

-  функциональную схему КДУ с указанными на ней неисправностями;

-  функции выходов f₁, f₂, f₃, f₄  исправного КДУ;

-  функции выходов   для всех неисправностей;

-  схемы функционального контроля методом дублирования и паритета;

-  схему дополнительного блока паритета Р(х);

-  таблицы 1, 2 и 3

Список литературы

1.  Сапожников В.В., Сапожников Вл. В. Основы технической диагностики. М.; Маршрут, 2004.-318 c.

Приложение

1.

2.

3.

4.

5.

6.

7.

8.

9.

10.

11.

12.

13.

14.

15.

16.

17.

18.

19.

20.

21.

22.

23.

24.

25.

26.