雷達數(shù)字電路板故障診斷方法的研究

于曉楠

北京華云東方探測技術(shù)有限公司

雷達數(shù)字電路板故障診斷方法的研究

于曉楠

北京華云東方探測技術(shù)有限公司

雷達數(shù)字電路具有體積小、性能強等優(yōu)點，它們在雷達設(shè)備中得到了廣泛的應(yīng)用，使得雷達設(shè)備的結(jié)構(gòu)更為復雜，在提高雷達性能的同時，雷達測試和診斷的難度也大大增加了，本文主要以雷達數(shù)字電路板級故障診斷的故障類型為研究目的，對雷達數(shù)字電路板板故障的診斷方法進行了研究。

雷達數(shù)字；電路板故障；診斷方法

隨著信息技術(shù)的進一步發(fā)展，雷達電路板的數(shù)字化程度也日益提高。在此情況下，雷達系統(tǒng)數(shù)字電路板的故障診斷也成為雷達研究領(lǐng)域的重要研究對象，其中，最為典型的是處理器的雷達數(shù)字電路板，所以電路板型芯片優(yōu)勢是具有高度集成的性能，而這種數(shù)字電路板往往是整個雷達系統(tǒng)的核心，所以雷達數(shù)字電路板對故障診斷具有很強的現(xiàn)實意義。

1、故障診斷概述

故障診斷又稱為故障測試，通過一定的方式對被測對象進行測試，檢測電路是否存在故障，并對故障進行定位，在檢測過程的中的，故障診斷包括故障檢測，故障隔離和故障識別，換句話說，故障診斷不僅能將故障進行定位，而且還能檢測故障發(fā)生的時間和故障類型，并進一步分析故障的到底有多嚴重。數(shù)字電路故障診斷，即數(shù)字電路故障檢測，數(shù)字電路故障檢測是檢測到具有預期功能的數(shù)字電路的邏輯功能是否與數(shù)字電路故障檢測一致；測試不僅是檢測電路是否有故障，同時還要檢測電路故障發(fā)生了什么故障，并找出電路單元發(fā)生的故障，對數(shù)字電路故障定位。

2、故障類型

2.1 永久故障

一旦發(fā)生永久性故障，將不會恢復。只有手動修理或更換電路板中的故障電路單元，故障才會消失，固定電平的故障和橋接故障屬于這一類故障。固定電平故障是數(shù)字電路板常見的故障，通常稱為呆板故障，即當電路板運行時，某個信號點的電平固定為“1”或固定為“0”。橋接故障通常是由于某種原因，是電路板兩個或兩個以上的信號線在電路板之間短路形成的故障，雖然這種故障遲鈍故障檢測也比較困難，但只要被測單元發(fā)送相應(yīng)的信號并根據(jù)輸出信號的特點來確定接橋故障的類型。

2.2 硬故障

硬故障的主要表現(xiàn)是故障器件的參數(shù)突然間發(fā)生永久、巨大的變化，如器件損壞，開路，短路等，對于這樣故障的出現(xiàn)，我們只能確定故障的位置，根據(jù)故障發(fā)生的時間可分為間歇性故障和永久性故障，永久性故障意味著只要出現(xiàn)故障就會出現(xiàn)長期不能恢復的情況。間歇性故障是指發(fā)生故障是隨機發(fā)生的，這類故障更難以檢測到。

2.3 軟故障

軟故障可以稱為部分故障或逐步故障，軟故障的表現(xiàn)是故障設(shè)備的參數(shù)隨著環(huán)境和時間的變化而超過設(shè)備的容差，在這一點上，所有組件的功能不會丟失，而只會導致功能上的變化。軟故障不會導致電路失去其所有功能軟肩容差是可以容忍的，但有些不容忽視，特別是在電路的一些最重要的部分。

3、故障診斷方式

(1)在線診斷方法和離線診斷方法上，在線診斷方式是指為了測試電路板的在線測試功能，找到已經(jīng)測試的電路板上的元器件故障；離線功能測試是指使用某些方法將被測電路板與自動測試設(shè)備相連，然后通過自動測試設(shè)備激勵儀器模塊進行測試，發(fā)送激勵電路板信號，并使用自動測試設(shè)備測量模塊收集實際的輸出信號，最后與預期的輸出信號相比較，來判斷電路板是否有故障，由于雷達電路板是雷達自動測試系統(tǒng)平臺上的板級故障診斷，所以我們主要采用離線故障診斷方法。

(2)主動診斷方法和被動診斷方法，主動診斷的方法是通過測試儀器的激勵裝置將激勵信號發(fā)送給UUT，并通過測試儀器中的測量儀器采集相應(yīng)的響應(yīng)。被動診斷的方法是被測對象的自身能輸出一些信號，測試設(shè)備只需用測量儀器采集這些信號，如晶體振蕩電路一旦上電，就會產(chǎn)生一定的信號頻率在電路輸出端，用測量儀器采集信號并進行分析判斷可以檢測出晶振電路有故障。

但是，由于雷達電路板結(jié)構(gòu)復雜，涉及的電路數(shù)量多，為了能夠?qū)﹄娐钒暹M行完整的診斷和定位，雷達自動測試系統(tǒng)中的勵磁儀表模塊必須以主電路對被測電路板的輸入端輸入相應(yīng)的激勵信號和相應(yīng)的按鍵輸出信號，同時被系統(tǒng)中的測量儀模塊采集，所以，系統(tǒng)對雷達電路板進行故障診斷的方式是主動診斷模式。當然，故障診斷模式也可以根據(jù)待測電路板的工作狀態(tài)分為靜態(tài)故障診斷模式和動態(tài)故障診斷模式等其他故障診斷模式，在此不再多講。

4、雷達數(shù)字電路板故障診斷實現(xiàn)方法

數(shù)字電路板故障診斷的基本思想是將測試矢量注入到被測電路板的關(guān)鍵測試點，然后通過一定的算法和操作規(guī)則等分析處理相應(yīng)的輸出響應(yīng)，最后確定類型故障和在電路中故障的位置。雷達數(shù)字電路板在雷達自動測試系統(tǒng)平臺上診斷時，首先根據(jù)電路板的工作原理和結(jié)構(gòu)特點，在系統(tǒng)TPS開發(fā)平臺上對電路板的故障診斷測試程序進行編程，測試程序用于控制ATE儀表模塊生成的測試向量，斷開被測試板的電源并由測試程序控制ATE中的儀表模塊收集相應(yīng)的輸出響應(yīng)，并將其輸出響應(yīng)與數(shù)字雷達板在正常工作輸出的響應(yīng)，進行確定與診斷。從上面我們可以看出，無論采用何種雷達數(shù)字電路板的故障診斷方法，關(guān)鍵在于在故障診斷之前必須明確電路板所施加的是什么樣的激勵，在對測試電路板的故障激活和診斷，具體應(yīng)用在哪里以及哪里測量了輸出響應(yīng)。

5、結(jié)束語

基于自動測試系統(tǒng)和故障診斷技術(shù)的發(fā)展歷史，本文研究了自主研發(fā)的雷達電路板級自動測試系統(tǒng)的應(yīng)用，實現(xiàn)了雷達數(shù)字電路板級故障診斷和故障在系統(tǒng)平臺上的定位，并且研究和總結(jié)雷達數(shù)字電路板故障診斷的方法和某些特定雷達數(shù)字電路板故障診斷的優(yōu)點，以雷達數(shù)字電路板微處理器雷達電路板為例，提出了仿真測試方法在電路板故障診斷中的優(yōu)點。

[1]王敏平.探究雷達數(shù)字電路板板級故障診斷研究與實現(xiàn)[J].科技展望 ,2016,26(14)：80.

[2]劉云久.雷達數(shù)字電路板故障診斷方法的研究[D].東南大學,2016.