探究模拟电路故障的诊断方法

【摘 要】如今电路的集成化程度得到了不断提高，但同时电路系统所出现的故障，对于整个系统的运行影响也变得更为强烈，所以通过对电路故障的模拟来进行诊断已经成为社会关注的热点。本篇文章就主要介绍了模拟电路故障的一些原因和方式，然后对未来电路故障诊断进行了预测。

【关键词】模拟电路;故障;诊断

一、模拟电路故障

如果设备在运行时出现了与设定要求不符合的现象，或者出现功能暂停等，就将其称为故障。如今的模拟电路故障中，主要根据性质不同有三种故障形式，分别是早期故障、偶然故障以及损耗故障。

早期故障主要是因为设计和制造过程出现问题所导致的，它一般是在设备使用初期而出现问题，这种问题是最常见的，并且也能够在短时间内得到解决。在统计中发现，模拟电路中早期故障出现的概率最高可达5%。

偶然故障，表面意思就是机械故障是由于一些偶然因素所导致的，这种故障发生的概率一般比较低。

损耗故障则是在设备使用后期发生的故障，它主要是由于设备的老化或过度磨损等而导致的，发生概率比较大，而且会随着使用时间的延长而不断增加。损耗故障中也有不同的类型，主要还是软故障、硬故障以及间歇故障。在专业领域，又将软故障称为渐变故障，造成这一现象的原因是元件参量在使用时间和环境的影响下，超出了自身的容差。硬故障一般也称为突变故障，根据名字可以得知，它主要是由于一些突然出现的问题而导致机械故障的，一般情况下都是短路或开路造成的，往往不能再试用前的测试中被检测出来。在具体的应用中，硬故障出现的概率可高达80%，所以对应概率的研究诊断是非常有意义的。而间接故障主要是由于设备老化或线路接触不良等造成的，它一般是在某种特殊条件影响下才会出现。

除此之外，故障之间有时也会存在一些相互关系，以这个为依据又可以将故障分成单故障和多故障;独立故障和从属故障四种。单故障和多故障是对立存在的，一般如果只有一个原件或参数出现问题而影响了设备运行，就称为单故障。如果是多个原件的问题，就是多故障。单独故障是指由一个原件而引起的故障，从属故障则是由一个软件故障引起另一个原件故障而，影响到整体运行的。

二、诊断模拟电路的方法

1.测试前模拟法。测试前模拟法也称为故障模拟法，主要是在电路测试之前通过计算机的模拟电路来在不同状态的故障下建立一个模型，在测试以后，再根据判断来进行检查，从而明确故障的原因和诊断。它的主要优点是测试点较少，能够一次性进行计算，所以使用方式比较灵活，一般广泛应用在在线诊断中，例如机舱或船舱的故障检测;它的缺点主要是在测试的过程中存储容量较大，所以不能适用于太大规模的测验，一般只用在硬故障和单一故障的诊断中。其中又可以分为以下三种：

直流法，它主要是以电流的直流响应来作为基本故障特征，以此来建立故障字典，这种方式能够对用户故障更有效的进行诊断，这一技术已经发展的比较成熟。频域法，它主要是将频域响应作为故障特征，以此来建立故障字典，它对于理论结构的分析更为成熟，而且对于硬件要求也比较简单，所以可以应用在电压表信号发射器等的测试中。将电路中的时域响应作为故障特征而建立故障字典的方式，就称为时域法。在这一方法中，也分为噪声信号和测试信号这两种方式，建立成故障字典之后，就能够根据电路的实际测量结果与其中所存储的数据进行比较，从而来检测故障。

2.测试后模拟法。测试后模拟法又称为故障分析法，它的最主要特点是在测试完电路之后，能够根据所得到的信息来利用计算机进行电路的模拟，通过这一方式来进行诊断，同时这样也可以来检测故障是否会受到限制，它分为任意诊断和多故障诊断两种。任意诊断是通过网络来对元件参数之间的关系进行响应，通过所求到的实际数值来对原件数值进行解决，然后再根据规定的容差来进行比较，判断是否在合理范围内，如果不在则表示出现故障。一般情况下，通过实际测量所得到的数据能够解决系统中所有元件的数值，以此来判断故障，所以就将其称为任意故障判断。在进行诊断时，有时为了得到更多有效信息，就必须要做更多的工作。在实际的多故障诊断中，它一般应用在单故障的诊断中，这一诊断中它的准确度是比较高的;另外，如果有其中一个软件故障而导致另一个原件或多个元件出现故障时也可以来判断，这一方式也是比较合理的。除此之外，在大规模集成电路的微调诊断中，也是以有限参数作为主要对象的这种方式，也已经开始朝着多故障诊断的方向发展，它可以通过有限的测量和计算来明确故障，所以也将其称为故障正时技术。

3.估计法。估计法中所需要的数值一般较少，主要是根据相关资料技术来找到可能发生故障的元件。它的主要应用原理是要根据元件的测量来确定，它与网络参数之间的关系最终得出与实际工作的参数，然后再与原件容差所对比，看是否在正常的范围内，以此来判断元件是否存在故障。这样的方式一般应用在元件故障的定位中，但它不能够来对软故障进行诊断，其中有些方式也可以用在多故障诊断中。

三、模拟电路诊断的未来发展

对模拟电路进行诊断主要是为了使电路元件的工作潜力得到开发，尽可能的减少系统运行所投入的成本。另外，在诊断的过程中也不断进行改造，使新技术得到发展，所以对电路进行诊断的技术改进也是一个发展的必然趋势。除了传统的新技术以外，在一些复杂电路中，由于软件的容差以及噪音等都具有一些非线性特征，所以利用传统的理论已经难以对其进行合理解释，会导致出现模糊现象，所以就不能用统计分析的方式来准确解决问题。不过，在故障诊断中，一般不要求过于精确，只要满足需求即可，所以也可以通过模糊方式来诊断。但最近几年来，计算机和智能技术得到了快速发展，所以在诊断中智能化也成为一种趋势。

总结

综上所述，我们了解到了模拟电路的故障原因，以及具体诊断的方式，可以从中得知，在计算机的不断发展中，实现电路故障的自动诊断和智能化已经是一种必然趋势，只要在不断的发展中进行改进和完善，就能够在日后获得更好的发展。

参考文献：

[1]颜学龙 马润平.基于深度极限学习机的模拟电路故障诊断[J].高性能计算，2019（11）.

[2]盛沛 许爱强 张加建.LCD改进算法在模擬电路故障诊断中的应用研究[J].价值工程，2019（34）.

[3]李光升 欧博 石海滨.现代模拟电路故障诊断技术发展综述[J].综述与评论，2019（5）.

作者简介：

查红艳，1984.12，女，籍贯：河南周口，邮编：450000，学历：硕士研究生，方向：激光告警生产调试。

（作者单位：中国电子科技集团公司第二十七研究所）