模擬和混合信號(hào)電路測(cè)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)模混合電路和片上系統(tǒng)技術(shù)的發(fā)展，對(duì)模擬和混合電路的測(cè)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(cè)試方法在模擬和混合信號(hào)電路測(cè)試及故障診斷中的應(yīng)用前景和人們的期望相差甚遠(yuǎn)。因此本文對(duì)模擬和混合信號(hào)電路的測(cè)試及故障診斷問題進(jìn)行了深入的研究，以現(xiàn)代測(cè)試技術(shù)為基礎(chǔ)，提出了一些新的測(cè)試和診斷方法。本文的工作主要有以下幾個(gè)方面： (1)研究了混合信號(hào)電路的電流測(cè)試方法。穩(wěn)態(tài)電流測(cè)

2、試已成為一種重要的數(shù)字電路測(cè)試方法被業(yè)界廣為接受，瞬態(tài)電流測(cè)試作為傳統(tǒng)測(cè)試方法的一個(gè)有益補(bǔ)充也正受到越來越多的關(guān)注。但在混合信號(hào)電路中，電流測(cè)試的研究仍處在初級(jí)階段，因此本文在這方面進(jìn)行了一些有益的探索性工作。在對(duì)混合信號(hào)電路的穩(wěn)態(tài)、瞬態(tài)電流測(cè)試進(jìn)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(hào)電路動(dòng)態(tài)電流測(cè)試及故障診斷方法。所提出的動(dòng)態(tài)電流測(cè)試方法為混合信號(hào)電路的故障檢測(cè)提供了一個(gè)有效手段。同時(shí)，所提出的基于小波變換的電流信號(hào)

3、分析方法則有助于快速實(shí)現(xiàn)電路的準(zhǔn)確測(cè)試及故障診斷。電流測(cè)試中電流傳感器的設(shè)計(jì)至關(guān)重要，因此該測(cè)試方案還包括了一個(gè)滿足動(dòng)態(tài)電流測(cè)試要求的電流傳感器的設(shè)計(jì)。對(duì)實(shí)例電路的測(cè)試實(shí)驗(yàn)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(cè)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(cè)試的結(jié)果可成為系統(tǒng)性能評(píng)估的重要依據(jù)，因此進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換電路特性參數(shù)測(cè)試的研究有著重要的現(xiàn)實(shí)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(cè)試中，但很少用于內(nèi)建自測(cè)試的設(shè)計(jì)中。本文提出了一種基于碼密度直方圖分析算法測(cè)試模數(shù)轉(zhuǎn)換電路靜態(tài)參數(shù)的內(nèi)建自測(cè)試結(jié)構(gòu)。該內(nèi)建自測(cè)試結(jié)構(gòu)包括一個(gè)用于生成測(cè)試信號(hào)的模擬信號(hào)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(cè)量算法。該結(jié)構(gòu)不僅硬件開銷小、測(cè)試速度快，而且能夠測(cè)試獨(dú)立的模數(shù)轉(zhuǎn)換電路電路。仿真試驗(yàn)表明，該信號(hào)發(fā)生器能按設(shè)計(jì)要求準(zhǔn)確生成所需要的幅度、頻率均可調(diào)的模擬測(cè)試信號(hào)。 (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?；趥鹘y(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(duì)容差模擬電路故障診斷的新方法，該方法能對(duì)沒有任何先驗(yàn)假設(shè)的測(cè)試數(shù)據(jù)進(jìn)行準(zhǔn)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(duì)包括容差在內(nèi)的多故障的模擬電路的故

6、障診斷的準(zhǔn)確率有了進(jìn)一步的提高，而且診斷時(shí)間也進(jìn)一步縮短。實(shí)例測(cè)試表明這種方法是有效的。 (4)研究了鎖相環(huán)抖動(dòng)的測(cè)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(hào)芯片中時(shí)鐘信號(hào)的產(chǎn)生，而時(shí)鐘抖動(dòng)的測(cè)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(gè)重要部分。本文提出了基于有限長信號(hào)瞬時(shí)相位分析的鎖相環(huán)時(shí)鐘抖動(dòng)測(cè)量方法。該方法先采用基于雙窗函數(shù)頻域法實(shí)現(xiàn)的希爾伯特變換來構(gòu)造待測(cè)時(shí)鐘信號(hào)的解析信號(hào)，再通過該解析信號(hào)分析待測(cè)信號(hào)