探究模擬電路故障的診斷方法

【摘?要】如今電路的集成化程度得到了不斷提高，但同時電路系統所出現的故障，對于整個系統的運行影響也變得更為強烈，所以通過對電路故障的模擬來進行診斷已經成為社會關注的熱點。本篇文章就主要介紹了模擬電路故障的一些原因和方式，然后對未來電路故障診斷進行了預測。

【關鍵詞】模擬電路;故障;診斷

一、模擬電路故障

如果設備在運行時出現了與設定要求不符合的現象，或者出現功能暫停等，就將其稱為故障。如今的模擬電路故障中，主要根據性質不同有三種故障形式，分別是早期故障、偶然故障以及損耗故障。

早期故障主要是因為設計和制造過程出現問題所導致的，它一般是在設備使用初期而出現問題，這種問題是最常見的，并且也能夠在短時間內得到解決。在統計中發現，模擬電路中早期故障出現的概率最高可達5%。

偶然故障，表面意思就是機械故障是由于一些偶然因素所導致的，這種故障發生的概率一般比較低。

損耗故障則是在設備使用后期發生的故障，它主要是由于設備的老化或過度磨損等而導致的，發生概率比較大，而且會隨著使用時間的延長而不斷增加。損耗故障中也有不同的類型，主要還是軟故障、硬故障以及間歇故障。在專業領域，又將軟故障稱為漸變故障，造成這一現象的原因是元件參量在使用時間和環境的影響下，超出了自身的容差。硬故障一般也稱為突變故障，根據名字可以得知，它主要是由于一些突然出現的問題而導致機械故障的，一般情況下都是短路或開路造成的，往往不能再試用前的測試中被檢測出來。在具體的應用中，硬故障出現的概率可高達80%，所以對應概率的研究診斷是非常有意義的。而間接故障主要是由于設備老化或線路接觸不良等造成的，它一般是在某種特殊條件影響下才會出現。

除此之外，故障之間有時也會存在一些相互關系，以這個為依據又可以將故障分成單故障和多故障;獨立故障和從屬故障四種。單故障和多故障是對立存在的，一般如果只有一個原件或參數出現問題而影響了設備運行，就稱為單故障。如果是多個原件的問題，就是多故障。單獨故障是指由一個原件而引起的故障，從屬故障則是由一個軟件故障引起另一個原件故障而，影響到整體運行的。

二、診斷模擬電路的方法

1.測試前模擬法。測試前模擬法也稱為故障模擬法，主要是在電路測試之前通過計算機的模擬電路來在不同狀態的故障下建立一個模型，在測試以后，再根據判斷來進行檢查，從而明確故障的原因和診斷。它的主要優點是測試點較少，能夠一次性進行計算，所以使用方式比較靈活，一般廣泛應用在在線診斷中，例如機艙或船艙的故障檢測;它的缺點主要是在測試的過程中存儲容量較大，所以不能適用于太大規模的測驗，一般只用在硬故障和單一故障的診斷中。其中又可以分為以下三種：

直流法，它主要是以電流的直流響應來作為基本故障特征，以此來建立故障字典，這種方式能夠對用戶故障更有效的進行診斷，這一技術已經發展的比較成熟。頻域法，它主要是將頻域響應作為故障特征，以此來建立故障字典，它對于理論結構的分析更為成熟，而且對于硬件要求也比較簡單，所以可以應用在電壓表信號發射器等的測試中。將電路中的時域響應作為故障特征而建立故障字典的方式，就稱為時域法。在這一方法中，也分為噪聲信號和測試信號這兩種方式，建立成故障字典之后，就能夠根據電路的實際測量結果與其中所存儲的數據進行比較，從而來檢測故障。

2.測試后模擬法。測試后模擬法又稱為故障分析法，它的最主要特點是在測試完電路之后，能夠根據所得到的信息來利用計算機進行電路的模擬，通過這一方式來進行診斷，同時這樣也可以來檢測故障是否會受到限制，它分為任意診斷和多故障診斷兩種。任意診斷是通過網絡來對元件參數之間的關系進行響應，通過所求到的實際數值來對原件數值進行解決，然后再根據規定的容差來進行比較，判斷是否在合理范圍內，如果不在則表示出現故障。一般情況下，通過實際測量所得到的數據能夠解決系統中所有元件的數值，以此來判斷故障，所以就將其稱為任意故障判斷。在進行診斷時，有時為了得到更多有效信息，就必須要做更多的工作。在實際的多故障診斷中，它一般應用在單故障的診斷中，這一診斷中它的準確度是比較高的;另外，如果有其中一個軟件故障而導致另一個原件或多個元件出現故障時也可以來判斷，這一方式也是比較合理的。除此之外，在大規模集成電路的微調診斷中，也是以有限參數作為主要對象的這種方式，也已經開始朝著多故障診斷的方向發展，它可以通過有限的測量和計算來明確故障，所以也將其稱為故障正時技術。

3.估計法。估計法中所需要的數值一般較少，主要是根據相關資料技術來找到可能發生故障的元件。它的主要應用原理是要根據元件的測量來確定，它與網絡參數之間的關系最終得出與實際工作的參數，然后再與原件容差所對比，看是否在正常的范圍內，以此來判斷元件是否存在故障。這樣的方式一般應用在元件故障的定位中，但它不能夠來對軟故障進行診斷，其中有些方式也可以用在多故障診斷中。

三、模擬電路診斷的未來發展

對模擬電路進行診斷主要是為了使電路元件的工作潛力得到開發，盡可能的減少系統運行所投入的成本。另外，在診斷的過程中也不斷進行改造，使新技術得到發展，所以對電路進行診斷的技術改進也是一個發展的必然趨勢。除了傳統的新技術以外，在一些復雜電路中，由于軟件的容差以及噪音等都具有一些非線性特征，所以利用傳統的理論已經難以對其進行合理解釋，會導致出現模糊現象，所以就不能用統計分析的方式來準確解決問題。不過，在故障診斷中，一般不要求過于精確，只要滿足需求即可，所以也可以通過模糊方式來診斷。但最近幾年來，計算機和智能技術得到了快速發展，所以在診斷中智能化也成為一種趨勢。

總結

綜上所述，我們了解到了模擬電路的故障原因，以及具體診斷的方式，可以從中得知，在計算機的不斷發展中，實現電路故障的自動診斷和智能化已經是一種必然趨勢，只要在不斷的發展中進行改進和完善，就能夠在日后獲得更好的發展。

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作者簡介：

查紅艷，1984.12，女，籍貫：河南周口，郵編：450000，學歷：碩士研究生，方向：激光告警生產調試。

（作者單位：中國電子科技集團公司第二十七研究所）