4.17.Оборудование Персональный компьютер at386 и выше; компилятор языка c, пакет программ MatLab.

4.18.Задание на работу

1) Ознакомиться с теоретическими положениями и ответить на контрольные вопросы.

2) Определить, какое время тестирования требуется для достижения указанного времени наработки на отказ. В таблице указано время обнаружения первой и второй ошибки. Задачу решить путем составления программы численного решения уравнений (7.1) или (7.2) на языке высокого уровня.

Решение выполнять с экспоненциальной моделью и моделью с дискретным увеличением наработок на отказ.

Вариант	Время 1-го отказа, с	Время 2-го отказа, с	Время наработки, час
1	0,5	500	20
2	0,2	12	15
3	2	86	3
4	1	34	6
5	2	280	10

3) Определить надежность комплекса программ, который отображается графом, показанным на рис.7.3 (по вариантам). При вычислении определителей матрицы можно воспользоваться программами пакета MatLab.

а) б)

Рисунок 7.3 Варианты заданий по п.2

в) г)

д)

Рисунок 7.3(продолжение) Варианты заданий по п.2

4.19.Оформление отчета

Отчет должен содержать цель работы, схему алгоритма и листинг разработанной программы экспоненциальной модели надежности, результаты работы программы, а также расчет надежности программного комплекса с помощью Марковской модели.

4.20.Контрольные вопросы

1. Перечислите основные характеристики надежности ПО.

2. Укажите основные классы скрытых ошибок программного обеспечения.

3. Существует ли модель, позволяющая точно определить количество обнаруженных ошибок ПО на определенном промежутке времени?

4. Укажите особенности использования модели надежности с дискретным увеличением времени наработки на отказ и экспоненциальной модели.

5. Какими способами можно повысить надежность разрабатываемого ПО?

6. Опишите способы оценки надежности больших программных комплексов.

7. Расскажите о современных технологиях повышения надежности программного обеспечения.

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №8

Исследование блока питания компьютера

4.21.Цель и задачи работы

Целью работы является изучение структурной и принципиальной схемы, а также практическое исследование блока питания персонального компьютера стандарта IBM, освоение методов контроля параметров работы блока питания.

4.22.Основные теоретические положения

Принцип действия блока питания

Блок питания (БП) персонального компьютера представляет собой вторичный источник питания ЭВМ, получающий энергию из сети переменного тока и выдающий ряд напряжений постоянного тока, стабилизируемых по принципу импульсного регулирования. Общая структурная схема источника питания с бестрансформаторным входом приведена на рис.8.1.

Рисунок 8.1 Структурная схема источника питания

НВ – низкочастотный выпрямитель; ФВЧ – фильтр высоких частот; УЗК – устройство зарядки конденсатора; НФ- низкочастотный фильтр; ВТП – высоковольтный транзисторный преобразователь (инвертор); СВ – силовой выпрямитель; ВФ – выходной фильтр; УЗП – устройство запуска преобразователя; УЗТ – устройство защиты по току; ЗГ – задающий генератор; МШИ – модулятор ширины импульсов; УОС – усилитель обратной связи.

Принципиальная схема БП компьютера стандарта АТ приведена на рисунке 8.2 [4]. На входе схемы имеется предохранитель, терморезистор (УЗК), сетевой фильтр С1 – С4 (ФВЧ) и выпрямитель D1 – D4 (НВ). Полумостовой регулируемый автогенераторный преобразователь (ВТП) собран на Т1, Q1,2; цепь С19, R18 определяет время открывания и запирания; D15, D16, D18 ограничивают ток при переходных процессах. Т3 формирует сигнал , пропорциональный току обмотки W1 трансформатора Т2 (УЗТ). Пульсирующее в обмотке W1 трансформатора Т1 напряжение является функцией регулировки ширины импульсов. Регулирование осуществляется микросхемой 1C – 1 (ТL494): на ее вход 1 поступает выходное напряжение +5В БП, а на вход 2 – опорное напряжение с вывода 14, сформированное через R10 на выводе 12. К выводам 5 и 6 подключена цепь, определяющая параметры генератора пилообразного напряжения (ЗГ). К точке 15 подключена цепь защиты по току (от датчика Т3, на котором реализовано УЗТ). При расхождении напряжений на входах 1 и 2 или при превышении максимального тока изменяется соотношение времени импульса и паузы в сторону необходимого изменения выходного напряжения. Управление преобразователями на Q1,2 осуществляется с помощью ключей на Q3,4 через трансформатор Т1. С18 и R12 образуют корректирующую цепь для сохранения устойчивости. На выходе трансформатора Т2 потребительские напряжения формируются двухполупериодными мостовыми выпрямителями со средней точкой D5 – D13 (СВ) через LC-фильтры L2 – L8, C9 – C15 (ВФ).

Схема выработки сигнала PG («Power Good» - питание исправно), который выдается на материнскую плату, содержит триггер Шмидта (Q7,8), составной триггер (Q9,10), и датчик выходного напряжения Q10.

Требования ко входному напряжению сведены в таблицу 8.1

Таблица 8.1 Требования к сетевому напряжению

U, V			f, Hz	I, A
nom	min	max
220/240	180	259	503%	1,0 при 180 V

Напряжения, выдаваемые БП:

+5В – логические м/с на материнской плате, электроника дисководов, платы адаптеров в слотах;

-5 В – м/с ОЗУ DRAM;

+12 В - м/с ОЗУ DRAM и двигатель дисковода;

-12 В – схемы платы адаптера RS-232C.

Параметры выходных напряжений приведены в таблице 8.2

Таблица 8.2 Выходные параметры БП

Unom, V	I, A		Отклонение		U, V
	min	max	+%	-%	Min	max
+5,0	2.3	7,0	5	4	+4,0	+5,9
-5,0	0,0	0,3	10	8	-4,0	-5,9
+12,0	0,4	2,0	5	4	+9,6	+14,2
-12,0	0,0	0,25	10	9	-9,6	-14,2

БП имеет встроенную схему защиты, которая автоматически перезапускает его через несколько секунд после срабатывания защиты. При превышении напряжения +5 в или +12В свыше номинала на 200% происходит отключение всех выходных напряжений, а по превышению тока БП, отключается если ток на любом выходе превысит 130% номинальной величины.

Если БП был выключен более 5 с, то при последующем включении он вырабатывает сигнал “PG”=1_ттл –“питание исправно”, показывающий, что все параметры питающего напряжения имеют нормальные значения. Этот сигнал вырабатывается через 100 мс после достижения минимально приемлемых величин всеми напряжениями БП.

Характерные неисправности БП.

Если при загрузке компьютера выдается длинный звуковой сигнал или загрузки не происходит, это может свидетельствовать о неисправности БП. Если при этом контакт между БП и системной платой хороший, то причина может быть в отказе самого БП.

А) Отсутствуют все выходные напряжения:

Проверяются цепи входного выпрямителя и фильтра. Если на выходе выпрямителя есть напряжение следует проверить исправность преобразователя Q1,2 c обрамляющими элементами. Затем проверяется целостность обмоток трансформаторов и демпфера R3 – С20.

Б) Отсутствуют некоторые выходные напряжения:

Для всех вторичных источников питания проверяется наличие земли, целостность вторичных обмоток Т2, выходных выпрямителей и фильтров.

В) Все выходные напряжения отличаются от нормальной величины:

Следует проверить работоспособность микросхемы путем отслеживания осциллограмм пилообразного напряжения, импульсных сигналов, меняющихся в зависимости от состояния входов 4, 7(общий) и 14 при автономном питании +9 В на входе 12. Затем отслеживаются импульсы в средней точке Т1, прозваниваются цепи питания Q3,4 от коллекторов до точки 12.

Г) Срабатывает защита по току:

Возможно короткое замыкание в обмотках W2-W5 Т2. Следует также проверить контур защитного отключения R39, 40 – C26.

Д) Изменение отдельных выходных напряжений – наиболее сложный отказ. Следует произвести проверку фильтрующих и стабилизирующих свойств БП, дополнительно проверить элементы, обеспечивающие устойчивость системы регулирования.

Распределение выходных напряжений на разъемах БП стандарта АТ дано в таблицах 8.3 и 8.4 [7].

Таблица 8.3 Разъем питания Р8, Р9

№ контакта	Функция	Диапазон напряжений, В	Цвет
Разъем Р8
1	PG		Оранжевый
2	+5	4,8 – 5,2	Красный
3	+12	11,5 – 12,6	Желтый
4	-12	-10,8 - -12,9	Голубой
5	Земля		Черный
6	Земля		Черный
Разъем Р9
7	Земля		Черный
8	Земля		Черный
9	-5	-4.5 – 5.4	Белый
10	+5	4,8 – 5,2	Красный
11	+5	4,8 – 5,2	Красный
12	+5	4,8 – 5,2	Красный

Таблица 8.4 Разъемы Р10, Р11 (для НМД)

1	+12 В
2	Земля
3	Земля
4	+5В