模拟和混合信号电路测试及故障诊断方法研究

摘要：近年来，我国的科学技术发展速度越来越快，尤其是电子技术更是在许多领域都得到了非常广泛的应用。在这个过程中，对模拟和混合信号的电路擦拭以及故障诊断提出了更高的要求。本文对模拟和混合信号电路测试以及故障检测的现状进行了简单的分析，并对传统的测试及故障诊断方法与现代测试及故障诊断方法分别进行了介绍。

关键词：模拟电路;混合信号电路测试;故障诊断

Abstract： in recent years， China"s science and technology development speed is faster and faster， especially electronic technology is in many fields have been very widely used. During this process， higher requirements are put forward for circuit wiping and fault diagnosis of analog and mixed signals. In this paper， the status of analog and mixed signal circuit testing and fault detection is simply analyzed， and the traditional testing and fault diagnosis methods and the modern testing and fault diagnosis methods are introduced respectively.

Key words： analog circuit; Mixed signal circuit test; Fault diagnosis

在时域上通过数学形式为连续函数的信号就被成为模拟信号，通常情况下，其是通过对象的物理属性来对信息进行传递的。与数字信号不同的是，模拟信号更多的被应用于模拟数据的传播，因此无论什么信息都可以通过模拟信号来进行表达，但是数字信号更多应用于数字数据的传播。在这样的情况下，在未来的发展过程中，模拟与混合信号电路的应用将会越来越广泛，同时其测试与故障诊断技术也会发挥着越来越重要的作用。

一、模拟和混合信号电路测试与故障检测发展现状

随着相关技术的不断发展，模拟和混合信号电路测试与故障检测受到了研究人员越来越高的重视。早在上个世纪的60年代，就已经有研究人员开始尝试对模拟和混合信号电路测试进行研究。随着研究的不断深入，模拟和混合信号电路测试与故障检测的理论基础已经建立，同时也有越来越多新的理论以及方法被研发出来。在实际应用的过程中，模拟和混合信号电路自身存在着较高的复杂性，这也使得对其进行检测和故障诊断的过程中，面临这非常大的困难。为了更好的解决这个问题，我国经过长久不懈的努力，终于在模拟和混合信号电路测试与故障检测上取得了一定的进展，并发展成为传统模拟和混合信号电路测试与故障检测、现代模拟和混合信号电路测试与故障检测方法两种不同的体系。

二、传统模拟和混合信号电路测试与故障检测方法

（一）传统模拟和混合信号电路测试方法

在传统模拟和混合信号电路测试的过程中，较为常用的方法分为稳态电流测试法和动态电流测试法两种。在这两种方法之中，稳态电流测试方法通常被应用在工业中的集成电路测试，但是工业电路故障以及失效机制是非常多样的，因此在应用这种方法的过程中经常无法对某些故障进行有效的检测。动态电流测试法作为稳态电流测试法的补充方法，虽然其可以在一定程度上对稳态电流测试法的不足进行弥补，但是由于我国对其研究的时间较短，因此该技术还处于有待完善的状态。

（二）传统模拟和混合信号故障检测方法

在传统的模拟和混合信号电路故障检测过程中，故障字典法、故障验证法以及系统参数估计法时期非常常用的几种方法。其中故障字典法的起源是数学系统中的故障诊断。在对电路故障进行检测的过程中，首先需要对其故障集进行确定，在此基础上通过电路存在故障集中的某个故障的对应反映，来讲这个反映经过处理之后，作为对应的故障特征。通过不断充分这样的过程，最终形成一部故障字典。工作人员在实际对电路进行诊断的过程中，通过这部故障字典来寻找故障所在，以此来达到快速解决问题的目标。但是其诊断效果距离数字系统的字典法还存在一定的差距，诊断效果也无法做到非常准确。

故障验证法通常是指在对电路故障进行诊断的过程中，首先对故障出现的位置进行猜测，在此基础上，通过测算数据来对猜测的正确性进行验证。在如今的电路故障检测过程中，故障验证法是非常常用的一种方法，其可以很好的降低工作人员的验证工作量，同时也可以有效的降低计算的工作量。即使在这样的情况下，其诊断过程中需要计算的量依然非常大，因此诊断速度也较慢。

最后，系统参数估计法也被称为元件参数辨识法，其原理在于获取足够的独立数据之后，可以根据网络结构区来对每个元件的参数进行求解，在这个过程中，如果某个元件的参数超过了容差区间，则确定其为故障元件。这种方法在使用的过程中需要面对非常多的元件，因此其需要求解的难度也是非常高的。

三、现代模拟和混合信号电路测试与故障检测方法

（一）模糊神经网络故障检测法

在现代模拟和混合信号电路测试与故障检测方法中，模糊神经网络故障检测法是非常常用的一种方法。其核心理论是通过聚类算法来对测试数据进行系统的分类，通过将其构建成一个模糊神经网络模型的方式，利用遗传算法来进行网络权值及其隶属度函数的优化，通过这样的方式来提取出模糊推力规律。通过模糊神经网络故障检测法，可以有效的帮助工作人员对系统进行改进。同时与传统的神经网络相比，模糊神经网络具有更好的修正性，使得模糊推力可以更好的传达给工作人员，以此来大幅度的降低诊断需要的时间，提升诊断的正确率。

（二）基于小波分析的模拟及混合信号电路故障诊断法

通常情况下，小波分析更多被应用在信号处理方面，无论是对于故障进行检测还是定位，小波分析都具有很大的优势。这主要是由于小波分析过程中会对动态电流的波形进行分析和变化，从而更好的确定故障相关的特征以及参数。通过将故障特征及其参数进行对比可以非常快速的了解到电路中存在故障的位置。在这样的情况下，小波分析法的灵敏度和定位速度都是非常优秀的，因此得到了广泛的应用。

参考文献：

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作者简介：

漆玉川（1996—），男，汉族，四川，本科，研究方向：应用物理学。

胡孝宇（1996—），男，汉族，四川，本科，研究方向：应用物理学。

郑清华（1996—），男，藏族，四川，本科，研究方向：应用物理学。