模擬和混合信號電路測試及故障診斷方法研究.pdf

1、隨著現(xiàn)代電子技術(shù)尤其是數(shù)?；旌想娐泛推舷到y(tǒng)技術(shù)的發(fā)展，對模擬和混合電路的測試及故障診斷的需求日益迫切。但由于模擬和混合電路本身的復(fù)雜性，使得傳統(tǒng)的數(shù)字電路測試方法在模擬和混合信號電路測試及故障診斷中的應(yīng)用前景和人們的期望相差甚遠。因此本文對模擬和混合信號電路的測試及故障診斷問題進行了深入的研究，以現(xiàn)代測試技術(shù)為基礎(chǔ)，提出了一些新的測試和診斷方法。本文的工作主要有以下幾個方面： (1)研究了混合信號電路的電流測試方法。穩(wěn)態(tài)電流測

2、試已成為一種重要的數(shù)字電路測試方法被業(yè)界廣為接受，瞬態(tài)電流測試作為傳統(tǒng)測試方法的一個有益補充也正受到越來越多的關(guān)注。但在混合信號電路中，電流測試的研究仍處在初級階段，因此本文在這方面進行了一些有益的探索性工作。在對混合信號電路的穩(wěn)態(tài)、瞬態(tài)電流測試進行深入研究的基礎(chǔ)上，本文提出了一種基于小波分析的混合信號電路動態(tài)電流測試及故障診斷方法。所提出的動態(tài)電流測試方法為混合信號電路的故障檢測提供了一個有效手段。同時，所提出的基于小波變換的電流信號

3、分析方法則有助于快速實現(xiàn)電路的準確測試及故障診斷。電流測試中電流傳感器的設(shè)計至關(guān)重要，因此該測試方案還包括了一個滿足動態(tài)電流測試要求的電流傳感器的設(shè)計。對實例電路的測試實驗結(jié)果表明了該方法的有效性。 (2)研究了模數(shù)轉(zhuǎn)換器靜態(tài)參數(shù)的內(nèi)建自測試結(jié)構(gòu)。模數(shù)轉(zhuǎn)換電路的靜態(tài)參數(shù)作為表征模數(shù)轉(zhuǎn)換器基本特性的參數(shù)，其測試的結(jié)果可成為系統(tǒng)性能評估的重要依據(jù)，因此進行模數(shù)轉(zhuǎn)換電路特性參數(shù)測試的研究有著重要的現(xiàn)實意義。直方圖法廣泛用于模數(shù)轉(zhuǎn)換電路

4、靜態(tài)參數(shù)測試中，但很少用于內(nèi)建自測試的設(shè)計中。本文提出了一種基于碼密度直方圖分析算法測試模數(shù)轉(zhuǎn)換電路靜態(tài)參數(shù)的內(nèi)建自測試結(jié)構(gòu)。該內(nèi)建自測試結(jié)構(gòu)包括一個用于生成測試信號的模擬信號發(fā)生電路，以及簡化的模數(shù)轉(zhuǎn)換電路靜態(tài)參數(shù)測量算法。該結(jié)構(gòu)不僅硬件開銷小、測試速度快，而且能夠測試獨立的模數(shù)轉(zhuǎn)換電路電路。仿真試驗表明，該信號發(fā)生器能按設(shè)計要求準確生成所需要的幅度、頻率均可調(diào)的模擬測試信號。 (3)研究了基于遺傳算法的模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在模擬電路

5、故障診斷中的應(yīng)用。基于傳統(tǒng)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的模擬電路故障診斷方法普遍存在網(wǎng)絡(luò)收斂慢、易陷于局部最優(yōu)等缺陷。因此，本文提出了一種融合遺傳算法的模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)聚類模型對容差模擬電路故障診斷的新方法，該方法能對沒有任何先驗假設(shè)的測試數(shù)據(jù)進行準確的診斷。與傳統(tǒng)的普通神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)相比較，這種方法給出的模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的學(xué)習(xí)既包括網(wǎng)絡(luò)權(quán)值的修正，也包括模糊神經(jīng)元中隸屬度函數(shù)參數(shù)的調(diào)整，而且其模糊推理體現(xiàn)出來的權(quán)值易于理解。這種方法對包括容差在內(nèi)的多故障的模擬電路的故

6、障診斷的準確率有了進一步的提高，而且診斷時間也進一步縮短。實例測試表明這種方法是有效的。 (4)研究了鎖相環(huán)抖動的測量方法。鎖相環(huán)電路廣泛用于微處理器和通信系統(tǒng)的模擬/混合信號芯片中時鐘信號的產(chǎn)生，而時鐘抖動的測量問題日益成為關(guān)乎現(xiàn)代高速系統(tǒng)穩(wěn)定性的一個重要部分。本文提出了基于有限長信號瞬時相位分析的鎖相環(huán)時鐘抖動測量方法。該方法先采用基于雙窗函數(shù)頻域法實現(xiàn)的希爾伯特變換來構(gòu)造待測時鐘信號的解析信號，再通過該解析信號分析待測信號