Устройство для физического моделирования радиоэлектронных схем

 

0 П И С А Н И Е 255665

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Соеетских

Социалистических

Республик

Зависимое от авт. свидетельства №

Кл. 42m<, 7/48 ф

Заявлено 13.Ill.1967 (¹ 1141448!18-24) с присоединением заявки №

Приоритет

Опубликовано 28.Х.1969. Бюллетень ¹ 33

Дата опубликования описания 12.111.1970

МПК 6 06g

УДК 681.337.001.572:

:621.396.6 (088.8) Комитет по делам изобретений и открытий при Совете Министров

СССР

Авторы изобретения

М. С. Валитов, Б. А. Волков, В. Н. Федюнин, А. Ф. Деарт и Е. А. Ксенофонтов

Московский горный институт

Заявитель

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ФИЗИЧЕСКОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ

РАДИОЭЛЕКТРОННЫХ СХЕМ

Предлагаемое устройство может найти применение при исследованиях и разработке радиоэлектронных схем.

Уже известны устройства, автоматизирующие процесс физического моделирования ра- 5 диоэлектронных схем, работающие по принципу последовательного перебора всех возможных комбинаций (ситуаций) дискретных значений параметров схемных элементов и содержащие электромагнитные релейные схе- 10 мы и счетчики импульсов.

Применение этих устройств ограничивается классом схем, содержащих небольшое количество элементов; кроме того, они не позволяют производить выбор и проверку некоторых за- 15 ранее заданных комбинаций, не производя проверки всех возможных комбинаций; при о";казе любого элемента весь цикл испытаний неооходимо II0BTQI)5ITb заново, Ввиду полной потери информации. 20

Предлагаемое устройство отличается от известных тем, что в нем выходы датчика случайных чисел подключены к подвижным контактам шагового искателя блока набора ситуаций, неподвижные контакты которого при- 25 соединены к управляющим обмоткам исполнительных реле, контактные группы которых включены в цепи блокировки исполнительных реле, и подключены к клемам кросс-панели, лампам световой индикации и электромагнит- 30 ным счетчикам импульсов, соответствующим номерам включенных элементов схемы; неподвижные контакты свободного ряда шагового искателя объединены между собой и подключены к управляющей обмотке реле, контактные группы которого включены в цепь блокировки этого реле и в цепь подключения источников к соответствующим точкам исследуемой схемы, неподвижные контакты последующего свободного ряда шагового искателя соединены между собой и через переключатель присоединены к обмотке реле, контактные группы которого включены в цепь питания управляющей обмотки шагового искателя и блокировки этоГо реле, к подвижным контактам каждой дорожки шагового искателя подключены переключатели; к выходу блока автоматического контроля, подключенного к испытуемой схеме, подключены обмотка питания реле, контактные группы которого включены в цепь питания электромагнитных счетчиков импульсов, и кнопочный выключатель.

Указанные отличия позволили автоматизировать процесс проектирования радиоэлектронных схем, сократить сроки разработки, снизить трудоемкость и повысить надежность и серийноспособность проектируемых схем.

На фиг. 1 — 5 представлена блок-схема предлагаемого устройства, которое позволяет производить моделировгпше радиоэлектронных

255665 схем методом Монте-Карло (метод статистических испытаний).

Тактовый генератор 1 (см. фиг. 1), предназначенный для синхронизации работы отдельных узлов устройства и задания темпа работы, через шину. 2 подключен ко входу датчика 8 случайных чисел. По сигналу тактового генератора 1 на одном из восьми выходов

4а — 4и датчика случайных чисел 8 появляется высокое напряжение. Появление высокого напряжения по сигналу тактового генератора 1 равновероятно на любом из восьми выходов

4а — 4и датчика 8 случайных чисел. Если каждый из восьми выходов сопоставить с числом, например выходу 4а — единицу, выходу 4б— два, выходу 4в — три, выходу 4г — четыре, выходу 4д — пять, выходу 4с — шесть, выходу 4ж — семь, выходу 4и — восемь, то можно сказать, что датчик 8 случайных чисел обеспечивает на каждом такте выдачу одного из восьми чисел, равномерно распределенных в интервале 1 — 8.

Выход 4а датчика 8 случайных чисел подсоединен к одному из концов управляющей обмотки реле 5а.

Неподвижный контакт нормально разомкнутой контактной группы ба через шину 7а подсоединен к подвижному контакту 8а первой дорожки 9а контактной группы шагового искателя 10.

Шаговый искатель обеспечивает возможность исследования схем с двацатью элементами, при этом диапазон изменения любого элемента представляется восемью дискретными значениями (квантами).

Основные вехи связи датчика случайных чисел с блоком набора ситуаций: выход 4а, управляющая обмотка реле 5а, контактная группа ба, шина 7а, подвижный контакт 8а первой дорожки 9а шагового искателя 10.

Аналогичным образом осуществляется связь остальных семи выходов 4б — 4и датчика 3 случайных чисел с подвижными .контактами

8б — 8и второй — восьмой дорожки 9б — 9и шагового искателя 10.

Неподвижные контакты 11 — 35 различных дорожек 9 шагового искателя обозначим теми же буквенными индексами, которыми ранее были обозначены подвижные контакты 8 и дорожки 9 шагового искателя 10: неподвижные контакты первой доро>кки 9а шагового искателя 10 — 11а — 85a; неподвижные контакты второй дорожки 9б — 11б — 85б; неподвижные контакты третьей дорожки 9в — 11â — 85в, четвертой — 11г — 85г, пятой — 11д — 35д, шестой—

11е — 85e, седьмой — 11ж — 85ж, восьмой

11и — 35и.

Неподвижные контакты 11а — 30а первой дорожки 9а шагового искателя 10 через шины

Зба — 55a соединены с управляющими обмотками первых реле 5ба каждого из двадцати субблоков (на фиг. 3 представлена принципиальная схема одного субблока), Аналогичным образом соединены с управляющими обмотка5

65 ми реле неподви>кные контакты остальных доро>кек шагового искателя.

Например, неподвижные контакты 11и — 30u восьмой доро>кки 9 и через шины Зби — 55и соединены с управляющими обмотками восьмых реле 56и каждого субблока.

На фиг. 2 показаны только четыре из 160 шин Зб — 55 связи, а именно шины Зба, 55а, н

Зби, 55и. На фиг. 3 показаны только два исполнительных реле 56а и 5би первого субблока.

Контактные группы 57а — 58а, ..., 57и — 58u исполнительных реле 5ба, ..., 5би каждого субблока через шины 59а — 60а, ..., 59и — 60и выводятся на контакты разъемов 61, а через шины 62, 68 — к клеммам кросс-панели. Контактные группы 57а — 58a, ..., 57и — 58и непосредственно включают различные кванты испытуемой схемы. Соединения между р азличными схемными элементами для воплощения заданной схемной структуры производятся па кросс-панели.

Контактные группы 64а — 64и исполнительных реле 5ба — 56и и ка>кдого субблока обеспечивают самоблокировку сработавших реле через цепи 65a — 65и, подготовку цепи бба— бби для срабатывания электромагнитных счетчиков импульсов 67а — 67и, предназначенных для регистрации количества включений данного кванта в благоприятные (отказовые) ситуации и управление зажиганием соответствующей цифры на световых индикаторах 68 через цепи 69а — 69и и 70а — 70и. Резисторы

71а — 71и предназначены для ограничения тока в цепи питания индикаторов 68. Диоды

72а — 72и служат для развязки цепей питания электромагнитных счетчиков импульсов

67а — 67и.

Резисторы 71а — 71и одним из своих концов подсоединены к шине 73 отрицательного полюса источника питания. Подвижный контакт контактной группы 64а — 64и подключен к цепи 74, которая соединяется с положительным полюсом источника питания. Нормально замкнутый контакт контактной группы 64а, в каждом субблоке через цепь 70а соединяется с тем выводом светового индикатора, который управляет зажиганием 1. Нормально разомкнутый контакт контактной группы 64а через цепь 65а соединен с управляющей обмоткой реле 5ба, через цепь бба соединен с электромагнитным счетчиком 67а импульсов, второй конец которого через диод 72а подключен и шине 75.

Аналогично соединены контактные группы других реле одного суболока, управляющие зажиганием цифр от 2 до 8 на световом индикаторе.

Подобным образом работают остальные субблоки, Двадцать первые неподви>кные контакгы

81а — 31и (см. фиг. 1) всех дорожек шагового искателя объединены между собой и через шину 76 подключены к управляющей обмотке реле 77 (см. фиг. 4). Контактная группа 78

255665 набор 1 этого реле служит для самоблокировки через цепь 79 и 80. Контактные группы 81 и 82 ооеспечивают включение питания па испытуемую схему после ее набора.

Двадцать вторые контакты 82a — 82и под:ключают блок 88 автоматического контроля (см. фиг: 5), предназначенный для автоматической оценки работсспособности схем в соответствии с заданными критериями работоспособности. Блок автоматического контроля способен анализировать выходные параметры исследуемых схем п тем сравнения с предельно допустимыми параметрами (крнтериями работоспособности) в статическом и динамических режим ах.

Двадцать вторые неподвижные контакты

82а — 82u всех дорожек шагового искателя объединены между собой и через цепь 84 подключены к управляющей обмотке реле 85 (см. фиг. 4), а через цепь 86 и тумблер 87 подсоединены к управляющей обмотке реле 88.

Контактная группа 89 реле 85 обеспечивает блокировку этого реле в случае его срабатывания через цепи 80 и 90. Контактные группы

91 и 92 обеспечивают подключение питачия к блоку 88 автоматического контроля через цепи 98 и 94 только после набора всех элементов исследуемой схемы и подачи питания па нее.

Контактная группа 95 реле 88 слу кит длл самоблокировки через цепи 80 и 96. Подвижный контакт нормально замкнутой контактной группы 97 подсоединен через шину 98 к отридательному полюсу питания шагового искателя, а неподвижный контакт этой группы через цепь 99 — к управляющей обмотке 100 шагового искателя 10. Другой конец управляющей обмотки 100 шагового искателя через цепь 101 подсоединен к контактам нормально разомкнутого кнопочного тактового выключателя 102, предназначенного для принудительного передвижения ротора шагового искателя. Необходимость в принудительном передвижении ротора шагового искателя возникает в случае проверки схем, путем набора комоинаций по таблицам случайных чисел или заранее заданной программе, а также при проверке работоспособности устройства. Другой контакт кнопочного выключателя 102 подсоединен к шине 74.

Нормально разомкнутый контакт контактной группы прерывателя 108 шагового искателя присоединен к электромагнитному счетчику 104 импульсов, предназначенному длл подсчета количества испытаний, кроме того, этот счетчик через цепь 105 подсоединен к цепи 74.

Подвижный контакт контактной группы прерывателя 108 через шину 106 подсоединен к отрицательному полюсу источника питания; неподвижныи нормально замкнутый контакт к одному из контактов нормально замкнутого кнопочного выключателя «сброс» 107, предназначенного для разблокировки всех забло5

З0

65 кированных реле в режиме ручного комбинаций.

Кнопочный выключатель «счет» 108, предназначенный для замыкания цепей питания электромагнитных счетчиков импульсов 67а—

67и, одним своим контактом соединен с цепью

75, другим с цепью 109.

Тактовый генератор 1 через шину 110 соединен с управляющей обмоткой реле 111. Контактная группа 112 этого реле подключает через шину 118 подвижные контакты группы ба — Gu к шине 74. Контактная группа 114 через шину 115 подключает к управляющей обмотке 100 шагового искателя шину 74.

Выборочная проверка отдельны. . комбинаций, наоор случайных комбинаций при помощи таблиц случайных чисел и проверка работоспособности устройства производится при помощи тумблеров 116а — 1!би, присоединенных к соответствующим шинам 7а — 7и.

При подготовке устройства к работе диапазон изменения параметров каждого из схемных элементов разоивастся на восемь интервалов. Каждый интервал представляется одним дискретным значением (квантом) . Элементы с выбранными значениями параметров, запаиваются на ответных частях разъемов 61.

Соединение между отдельными элементами схемы, согласно заданной структуре. производится»а кросс-панели. Запоминаются (или устанавливаются в нулевое положение) показания электромагнитных счетчиков 67 импульсов, а также счетчика 104.

К определенным точкам испытуемой схемы подсоединяются входы 117 — 119 блока 88 автоматического контроля. Затем, после проверки правильности к исследованилм радиоэлектронных схем. можно приступить к исследования .! pад1Iоэлектронных схем.

Устройство функционирует следующим ооразом.

Тактовый генератор 1 через шину 2 выдает сигнал на вход датчика 8 случайных чисел и одновременно через шин1. 110 на х правляющую обмотку реле 111. Контактные группы

112» 114 этого реле замыкаются. В результате оказывается замкнутой цепь питания управляющей обмотки 100 шагового искателя цепь 74, контактная группа 114, цепь 115, управляющая оомотка 100 шагового искателя, цепь 99, контактная группа 97, цепь 98. При .этом притягивается якорь шагового искателч.

По окончании импульса тактового генератора

1 якорь возвращаетсл в первоначальное положение и через храповой механизм продвигает ротор шагового искателя в следующее положение.

Датчик 8 случайных чисел на каждом такте обеспечивает выбор одной из восьми дорожек

9а — 9и шагового искателя 10. Это происходит следующим образом. По сигналу тактового генератора на одном из восьми выходов 4а—

41 датчика случайных чисел появляется высокое напряжение, обеспечивающее срабатывание соответствующего реле 5а — 5и. Через

255665 соответствующую контактную группу ба — би и шину 118 соответствующий подвижной контакт 8a — 8и шагового искателя оказывается подключенным к шине 74.

Положение ротора шагового искателя обеспечивает выбор одного из двадцати неподвижных контактов 11 — 80, к которым через шины

86 55 подсоединены упр авляющие обмотки .исполнительных реле 56. Вторые концы об»оток исполнительных реле 56 объединены между собой и подключены к отрицательному полюсу источника питания (шине 109).

В каждом положении ротора шагового искателя срабатывает одно из восьми исполнительных реле, соответствующее случайному числу, выработанному в этом такте.

При этом замыкаются контактные группы

57a — 58а, ..., 57и — 58и, соответствующие выбранному исполнительному реле 56. Контактные группы 57а — 58а, ..., 57и — 58и через шины 59a — 60а, ..., 59и — 60и и 62, 68 непосредственно подключают соответствующее дискретное значение параметра схемного элемента.

Контактные группы 64а — 64и через соответствующие шины цепи 65а — 65и блокируют сработавшее реле, подготавливают через соответствующую цепь бба — бби электромагнитные счетчики импульсов 67а — 67и к срабатыванию и через цепи 69а — 69и, 70a — 70и и зажигают соответствующую цифру на соответствующих цифровых индикаторах 68.

В результате подачи тактового сигнала оказывается: заолокировано одно из исполнительных реле 56, подключено к кросс-панели соответствующее схемное значение одного из элементов, на одном из индикаторов 68 зажглась соответствующая цифр а, подготовлена цепь

65а — 65и для срабатывании электромагнитных счетчиков 67а — 67и импульсов.

После прохождения тактового импульса шаговый искатель перебрасывается в следующее положение. Реле, сработавшее на предыдущем такте, остается заблокированным, с приходом следующего такта цикл не повторяется.

После прохождения ротором шагового искателя двадцати положений набрана случайная комбинация двадцати квантов исследуемой схемы, н а световых индикатор ах высвечиваются цифры, соответствующие номеру включенного в данную комбинацию кванта, и подготовлены цепи для срабатывания электромагнитных счетчиков импульсов, соответствующие,включенным квантам.

В двадцать первом положении ротора шагового искателя на испытуемую схему подается напряжение питания. Это производится следующим образом. 21-е неподвижные контакты

81a — 81и всех дорожек шагового искателя объединены между собой и через шину 76 подключены к управляющей обмотке реле 77, другой конец который подключен к шине 109.

Контактные группы 81 и 82 включают питание на исследуемую схему. Ввиду того что 21-с неподвижные контакты 31а — 81и ооъединены между собой, то появление любого из восьми

55 бО 5 чисел на датчике случайных чисел приводит к срабатыванию реле 77 и включению питания на исследуемую схему. После срабатывания реле 77 блокируется через контактную группу

78 и шины 79 и 80.

Двадцать вторые неподвижные контакты

82а — 82и обьедипены между собой и поэтому при появлении любого числа на выходе датчика 3 случайных чисел образуется полная электрическая цепь для срабатывания реле

85 через цепь 84. Через контактные группы 91 и 92 реле 85 подается питание на блок 88 контроля. После срабатывания реле 85 блокируется через контактную группу 89 и цепи 80 и 90.

Таким образом в двадцать втором положении ротора шагового искателя оказывается: собрана случайная комбинация из элементов исследуемой схемы, высвечиваются индикаторы включенных квантов, подготовлены к срабатыванию цепи счетчиков, соответствующие включенным квантам, подано питание на испытуемую схему и на блок автоматического контроля.

Разомкнутое состояние тумблера 87 сооТ ветствует режиму автоматической проверки работоспособности схе». При этом в течение прохождения ротором шагового искателя оставшихся положений происходит анализ выходных параметров исследуемой схемы блоком 88 автоматического контроля. Если собранная случайная комбинация входных парамет. ров соответствует критериям работоспособности, то блок автоматического контроля выдает сигнал на управляющую обмотку реле 120.

Контактная группа 121 этого реле замыкается и образуется полная электрическая цепь для срабатывания электромагнитных счетчиков импульсов, соответствующих включенным квантам — положительный полюс источника питания, цепь 74 контактная группа 64а — 64и, цепь бба — бби диоды 72а — 72и, электромагнитные счетчики 67 импульсов, соответствующие включенным квантам, контактная группа 121, отрицательный полюс источника питания (шина 75). После прохождения последнего положения ротором шагового искателя размыкаются нормально замкнутые контакты прерывателя 108, что приводит к разрыву в цепи питания всех реле. Все ранее заблокированные реле разблокируются. Нормально разомкнутые контакты группы прерывателя 108 замыкаются и образуют полную электрическую цепь для срабатывания электромагнил-ого счетчика 104 импульсов.

При проверке схем по ранее заданной программе или при наборе случайных ко»бннаций по таблицам случайных чисел датчик случайных чисел и тактовый генератор не участвуют в работе.

В этом режиме Bl,òáoð дорожек шагового искателя производится путем замыкания одного из тумблеров 116. При этом замыкании образуется полная электрическая цепь для срабатывания одного из исполнительных реле.

255665

Сработавшее исполнительное реле блокируется. Включенный тумблер возвращается в первоначальное положение.

Для переброса ротора шагового искателя в следующее положение замыкается тактовый выключатель 102. При этом образуется l.îлпая электрическая цепь управляющей обмотки 100 шагового искателя: шина 74, кнопочный выключатель 102, цепь 101, управляющая обмотка 100 шагового искателя, цепь 99, контактная группа 97, цепь 98. При отпускании кнопки

102 ротор шагового искателя переходит в следующее положение. Затем вновь замыкается один нз тумблеров 116, и цикл повторяется.

При проверке работоспособности устройства при исследовании и разработке схем по критериям, не поддающимся строгой цифровой оценке, или при исследовании схем по критериям, по которым в данном устройстве не имеется блок автоматического контроля, тумблер

87 должен находиться в замкнутом положении. При этом замыкается цепь питания реле

88. В двадцать втором положении ротора шагового искателя реле 88 срабатывает и через контактную группу 95 и цепи 96.и 80 блокируется. Нормально замкнутые контакты группы

97 размыкаются и разрывают цепь питания управляющей обмотки 100 шагового искателя.

В результате в двадцать втором положении шагового искателя оказывается: собрана случайная комбинация квантов .исследуемой схемы, подготовлены цепи питания электром агнитных счетчиков 67а — 67и, соответствующих включенным квантам там, подано питание на испытуемую схему, разорвана цепь питания управляющей обмотки 100 шагового искателя, высвечиваются соответствующие цифры на световых индикатор ах 68.

Проверив выходные параметры набранной случайной комбинации испытуемой схемы при помощи обычной контрольно-измерительной аппаратуры и приняв решение о соответствии выходных параметров этой случайной комбинации квантов заданных критериями работоспособности, необходимо нажать кнопку— выключатель «счет» 108. При этом замыкаются цепи питания счетчиков 67а — 67и, включенных квантов и на этп счетчики записывается по единице.

Предмет изобретения

5 Устройство для физического моделирования радиоэлектронных схем, содержащее тактовый генератор, блок набора ситуаций, датчик случайных чисел, исполнительные реле, кросспанель, лампы световой индикации, электро10 магнитные счетчики импульсов, блок автоматического контроля, переключатели и источники питания, отличающееся тем, что, с целью автоматизации процесса проектирования, сокращения сроков разработки, снижения тру15 доемкости и повышения надежности и серийноспособности проектируемых схем, в пем BbIxoды датчика случайных чисел подключены к подвижным контактам шагового искателя блока набора ситуаций, неподвижные контакты

20 которого присоединены к управляющим обмоткам исполнительных реле, контактные группы которых включены в цепи блокировки исполнительных реле и подключены к клеммам кросс-панели, лампам световой индикации и

25 электромагнитным счетчикам импульсов, c(ответствующ|им номерам включенных элемен" тов схемы; неподвижные контакты свободного ряда шагового искателя объединены между собой и подключены к управляющей обмотке

30 реле, контактные группы которого включены в цепь блокировки этого реле и в цепь подключения источников к соответствующим точкам исследуемой схемы, неподвижные контакты последующего свободного ряда шагового

35 искателя соединены между собой и через переключатель присоединены к обмотке реле, контактные группы которого включены в цепь питания управляющей обмотки шагового искателя и блокировки этого реле, к подвиж40 ным контактам каждой дорожки шагового искателя подключены переключатели; к выходу блока автоматического контроля, подключенного к испытуемой схеме, подключены обмотка питания, реле, контактные группы кото45 рого включены в цепь питания электромагнитElblx счетчиков импульсов, н кнопочный выключатель, 255665.Ры р,5

Составитель И. А. Шелипова

Редактор Т. В. Данилова Техред Л. В. Куклина Корректор Г. П. Шильман

Заказ зз23 15 Тираж 480 По.п, сиое

ЦПИИПИ Комитета по делам нзобретешш и открытий при Совете Министров CCCP

Москва К-35, Раугпская наб., д. 4. 5

Типография, пр. Сапунова, 2