Сущность тестового диагностирования
Диагностика объектов с помощью тестов основана на подаче на их вход специальных контрольных сигналов. Для упрощения анализа непрерывных систем широко применяются стандартизированные, или типовые, воздействия.
Ступенчатые воздействия
Наиболее распространенным типовым сигналом является единичная ступенчатая функция, или единичный скачок (рис. 13.4). В аналитическом виде она записывается определенным математическим выражением.
Реакция объекта диагностирования (ОД) на такое воздействие называется переходной функцией h(t). На практике также часто используется неединичная ступенчатая функция, или сигнал включения (рис. 13.5). Его главное преимущество — простота реализации, так как он может быть получен обычной подачей питания.
Анализируя реакцию исправного оборудования на кратковременное включение, можно сделать выводы о его текущем техническом состоянии.
Частотный метод анализа
Для исследования динамических режимов работы судового радиоэлектронного оборудования и систем автоматики широко применяется частотный метод. В его основе лежит использование в качестве тестового сигнала синусоидального колебания.
Этот метод позволяет с высокой точностью оценить как устойчивость системы, так и качество протекающих в ней переходных процессов. Ключевым понятием здесь является амплитудно-фазочастотная характеристика (АФЧХ) объекта или его отдельных динамических звеньев. В отличие от переходной характеристики, АФЧХ получают, подавая на вход гармонический сигнал с постоянной амплитудой, но с частотой, плавно изменяющейся в широком диапазоне.
В контексте диагностики, например, дефект типа «Const 1» соответствует короткому замыканию на высокий потенциал, а «Const 0» — замыканию на «землю».
Функциональный метод и тестирование логических схем
Функциональный метод базируется на использовании математических моделей, описывающих связи между входными и выходными переменными системы. В качестве таких моделей могут выступать, например, таблицы функций неисправности (ТФН), где строки соответствуют наборам входных воздействий, а столбцы — различным состояниям объекта (работоспособному и неработоспособным).
Для тестирования цифровых и логических схем применяются различные последовательности импульсов:
- Регулярные (периодические) последовательности.
- Псевдослучайные последовательности двоичных сигналов. Они генерируются с помощью регистра сдвига с обратной связью и имеют период Tr = (2m - 1) * i, где m — число разрядов регистра, а i — период тактовых импульсов.
В зависимости от выбранного интервала наблюдения, одна и та же последовательность может рассматриваться как регулярная, случайная или псевдослучайная.
На рисунке 13.8 показаны временные диаграммы сигналов, генерируемых четырехразрядным регистром сдвига. Регулярные сигналы (рис. 13.8, б) всегда периодичны. Случайный сигнал представлен на рис. 13.8, в. Псевдослучайные сигналы (рис. 13.8, г, д) на коротком интервале (T1 << Tr) ведут себя как случайные, а на интервале, сравнимом с периодом или превышающем его (T2 ≥ Tr), — как регулярные периодические.
Основным недостатком тестов на основе псевдослучайных последовательностей является отсутствие гарантии стопроцентного покрытия всех возможных состояний и переходов в проверяемой схеме, что может оставить некоторые дефекты невыявленными.