| 标题 | 模拟电路内建自测试故障特征提取与优化 |
| 范文 | 宋威 董宏伟 栾兵 摘 要：电子装备当中的模拟电路内建自测试的自动测试矢量在生成的时候需要运用数模和模数转换器，可以运用模数和模数转换器就会增加硬件电路的面积。而且还会增加整个测试的复杂性，从而降低了系统的可靠稳定性。基于此种情况，本文提出了一种模拟电路内建自测试故障特征提取与优化的方法，这种方法能够将自动测试矢量生成变得简单，使得测试的复杂性和代价得到了降低。 关键词：模拟电路内建；内建自测试；故障检测；特征提取；优化 1 内建自测试技术 这一技术主要是指在整个电路的内部形成的测试激励，而且能够自动分析测试结果的一种先进技术，它的主要原理是通过改变电路中的部分设计，使得原来很难检测的信号变得容易检测。经过内建自测试设计的电子系统可以通过自身自动产生的测试激励的号加载在被测试的电路当中，而且还能够自动的分析出测试的结果。一般对我国传统的模拟电路进行测试的时候，大部分采用的方法都是多频的测试方法，这种测试方法是采用了多种不同评论的正弦波作为测试电路的测试激励，并且通过分析不同的频率响应来诊断故障的方法，这种方法在没有出现内建自测试技术的时候是很受欢迎的，但是从目前的使用情况来看。这种测试方法也是有其缺点的，这种测试方法它的频率响应分析比较困难而且还会占用较多的硬件电路。 此外，传统的模拟电路的内建自测试的结构中，自动测试适量是要经过数模转换器运用在被测电路中时进行分析的，这样才能够准确的找出自动测试矢量的标准值，但是这种结构却存在一定的缺陷，第一个缺陷就是数模转换器和模数转换器的性能会对最终测试的结构造成一定的影响，而且转化也会出现一定的误差，这些因素都会影响到最终结果的产生，而且我们为了能够及时准确的掌握故障的相关特征，就会采集很多的数据作为反映特征的基础但是这样做会在一定程度上增加硬件方面的负担。严重时还会影响到电路的正常运行。 2 模拟电路内建自测试结构 由于电路故障特征参数的变化会影响到输出信号的波形，因此会出现一定的差异性，可以说信号输出是直流信号和其他不同频率的交流信号的一个叠加，也就是说被测电路很可能同时施加上了直流的测试信号和交流测试信号，这样就能够真实的反映出被测电路中更多的性能，而在这样的一种测试当中，方波输入测试适量成为了首选，因为方波输入测试适量能够及时有效的反映出测试的实时情况，还能够减少自测试给硬件施加的压力。 3 多维故障特征的提取和优化 我们在多维故障特征的提取和优化上做文章的时候，要先在微控制器中产生一个方波的自动测试适量，这样做是为了使频率故障的特性有明显的差异，而为了能够进一步的提高采样的精度，减少模拟电路带来的相关干扰，我们可以在电路中进行重复的采样，所采样的出的平均值就是模拟电路的特征值，如果想要准确的得到模拟电路的故障特征，就一定要运用仿真测试的方法对被测试的模拟电路的故障状态进行测试，我们还要从测试的角度出发去测试建模。将整个测试的过程分为故障检测和故障隔离两个组成部分，这样就能够准确的查找到故障的特征和故障出现的源头。当采样的次数N的取值越大，那么输出响应信号的特征就越明显。与此同时还会占用非常多的电路资源。这种采样的方式对于模拟电路的内建自测试来说，将会增加额外的硬件软件开销，提高了建设的成本，所以对于这方面要尽量的避免。所以要确保在具备故障特征区分的情况下，要让N的取值越小越好。只有模拟电路内建自测试故障提取出来之后，才能够对其进行优化。提取和优化是互相补充的关系。 4 模拟电路内建自测试故障特征提取与优化实验结果 （1）通过对模拟电路内建自测试故障特征提取与优化的实验结果我们可以知道，模拟电路的容差性参数变化是比较大的。 （2）通过对模拟电路内建自测试故障特征的提取和优化实验结果得知，模拟电路的三维故障特征空间要比二维故障特征空间的区分更加的明显，但是二者之间的容差性参数变化确是非常大的，使得区分度逐渐的区域综合，目前能够准确有效的解决这一办法就是去不断的改变测试适量的频率，通过这一方法可以在电路的容差性较大的时候施加不同的频率来达到提高故障与故障之间区分程度的问题，加上模拟电路本身存在的特性，我们就可以根据不同的模拟电路来施加不同的频率而不必担心模拟电路出现问题，通过这样的办法来提高二者之间的容差性，这是目前已知的最好的消除容差性的办法。这样还能够对模拟电路内建自测试故障特征的提取和优化才能够得到有效的测试。 5 结论 本文从模拟电路内建自测试的稳定性、可靠性的角度出发，基于此提出了一种模拟电路内建自测试故障特征提取与优化的方法，并且还针对模拟电路的输出响应进行多维故障特征提取优化的算法，这样的一种算法在一定程度上克服了增加数模转化器和模数转化器引入出现测试误差的缺点，减少了故障特征的采集样本，这对于内建自测试的实现实有非常好的现实意义。 参考文献： [1] 田成来，彭敏放，宋丽伟，等.模拟电路故障最优特征搜索与识别[J].仪器仪表学报，2012，33（7）：1549-1555. [2] 郝国锋，王仁友，张砦，等.可重构硬件内建自测试与容错机制研究[J].仪器仪表学报，2011，32（4）：856-862. [3] 马超，陈西宏，徐宇亮，等.基于支持向量机属性约简集成的模拟电路故障诊断[J].仪器仪表学报，2011，32（3）：660-666. |
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