论模拟电路软故障诊断

陈旦花 武威职业学院

论模拟电路软故障诊断

陈旦花 武威职业学院

根据相关资料和研究来看，电子行业的发展速度越来越快，但模拟电路故障诊断仍是当前需要高度重视的一个内容。对混合信号集成电路进行分析发现，在进行故障诊断时，模拟电路故障诊断的难度较大，从而影响其诊断技术水平进一步提升。本文就模拟电路软故障诊断进行全面分析，以提高模拟电路软故障诊断的可靠性，从而促进模拟电路软故障诊断方法不断创新和现代化发展。

模拟电路；软故障；诊断

在我国市场经济快速发展的新形势下，电子产业已经与很多行业紧密联系到一起，不但提高人们的工作效率，还使人们的生活变得更加便利。因此，对模拟电路软故障诊断有比较深入的了解，有利于进一步提高电子设备的运用稳定性、安全性，从而降低各种意外事件的发生率。

1.模拟电路故障的主要类型

按照模拟电路故障发生的程度、过程进行分类，可以将模拟电路故障概括为如下两种类型：第一，软性故障；第二，硬性故障，其中，软性故障指的是变化速度比较慢、不容易被察觉的故障现象，可能是环境变化引起的，也可能是电路元器件自身属性造成的，从而在超过法定容差之后出现故障问题。如果这种故障出现，设备的正常运行不会受到较大影响，但设备的工作效率会大大降低，而且，在合理运用监控的情况下，可以事先观测到这种故障现象。而硬性故障指的是损坏程度比较严重的故障问题，可能会使整个模拟都无法正常运行，并且，故障元件的参数在很多时间内出现反常情况，从而产生巨大差异，会影响整个系统的性能。在实践过程中，这种故障有开路、短路等多种。

2.模拟电路故障诊断方法

在社会、经济不断发展的情况下，科学技术的发展与创新，使得模拟电路故障诊断方法越来越多年，并且，可以从不同的角度对诊断方法进行分类。总的来说，当前应用较多的模拟电路故障诊断方法主要有如下几种：第一，侧前模拟诊断；第二，测后模拟诊断；第三，人工智能法，而比较传统的模拟电路故障诊断方法有：第一，字典法；第二，故障验证法；第三，参数识别法；第四，逼近法，等等。在现代社会中，高新技术的推广与大力研发，使模拟电路故障诊断方法有了更多新型的方式，它们主要是从如下几个理论上发展而来的：第一，专家系统；第二，遗传算法；第三，小波变化；第四，模糊理论；第五，神经网络，等等，并且，近几年对如下两种模拟电路故障诊断方法的研究比较重视：第一，小波神经网络法；第二，模糊神经网络法，在大大降低电子设备故障发生率上有着极大作用。

3.模拟电路故障诊断技术的影响因素

与数字电路的发展情况进行比较发现，模拟电路具有比较特殊的性质，使得其诊断技术发展比较缓慢。从总体上来说，模拟电路故障诊断技术的影响因素主要有：

3.1 与数字电路相比，模拟电路的运行不一样，一般输出、输入方面的参数都是连续不断的，因此，可变性非常大。在这种情况下，各种故障问题都可能产生，致使模拟电路在运行时存在很多隐患。

3.2 模拟电路有着比较复杂的内部结构，较强的离散性，因此，想要准确把握模拟电路的运行情况难度较大。与其相比较来看，数字电路的内部结构，可以通过真值图表格来研究，因而操作很简单、方便。

3.3 在表式值上，模拟电路的元器件无法很好的达到其要求，因而出现一定误差，并给模拟电路故障诊断可靠性带来极大影响，给模拟电路的稳定运行造成一定阻碍。

3.4 模拟电路有着不同形式的内部结构，因此，在进行故障诊断时，其模板不具备统一性，从而阻碍模拟电路故障诊断技术的一体化、标准化发展。

3.5 外界的很多因素会给模拟电路元器件的标准带来影响，并且，工艺水平也会大大制约其发展，而温差、气候等因素会大大降低模拟电路元器件的准确性，最终无法保证故障诊断结果的可靠性。

3.6 模拟电路故障诊断采用的仪器存在精确度不够高的情况，虽然数据的采集不能保证绝对准确，但在进行诊断仪器的制备、选用等时，仍然要加强重视，才能避免误差不断增大。

4.现代模拟电路软故障诊断方法

现代社会中，电子设备在航天航空、通信、自动控制和医疗器械等多个领域的应用已经变得非常广泛，因此，电子设备的运行环境有很多种情况，如高电磁干扰、高温、高辐射和高湿度等，在某些情况下，其还会同时处于两个极端的变化过程，如从超高温迅速进入到超低温。因此，在恶劣的环境中运行，电子设备中的模拟电路必须具备更高的可靠性，如核电设备的控制系统，对其可靠性有着极其高的要求。对现代模拟电路软故障诊断方法进行分析发现，在信息处理方面其有着自己的特点，而神经网络具有如下几种功能：第一，分类；第二，自主组织性；第三，联想记忆；第四，自学性；第五，并行性，等等，在合理应用的情况下，可以有效解决传统模拟故障诊断方法存在的不足。同时，神经网络具有非线性映射能力、泛化能力，在合理运用上述两种能力的情况下，模拟电路故障诊断存在非线性问题、容差问题可以得到有效解决。在实践应用中，神经网络故障诊断方法有着如下几个步骤：第一，确定被测故障集；第二，测试节点的合理选择；第三，故障特征的实时提取，等等，因此，特征信息的存储，可以通过构造成本集、神经网络的方式来完成，而故障的定位，可以通过测后利用神经网络的方式来确定。

对现代模拟电路软故障诊断方法的应用情况进行总体调查来看，神经网络模型有很多不同的形式，而反传神经的使用范围比较广，因为具有的模式分类能力比较强，从而在模拟电路软故障诊断中普遍运用。在实践过程中，如果进行模拟电路软故障诊断，通常是将神经网络方法、多种特征提取方法结合在一起应用。

5.模拟电路软故障诊断的未来发展

当前，模拟电路故障诊断方法已经在快速创新，并取得了一定成果，在促进电子产业更快、更好发展上有着极大作用。但是，与国外很多国家相比，其水平距离相差仍然很大，必须进一步加强研发、优化，才能推动我国电子产业可持续发展。总的来说，模拟电路软故障诊断的未来发展主要有如下几个趋势：

5.1 实用性大大提高

在对各种故障进行诊断时，故障呈现的多样化特性，要求诊断方法必须具备多样性，而各种诊断方法的结合使用，给模拟电路故障诊断规范性、标准化带来了极大影响。在这种情况下，注重神经网络、软件故障特征提取措施的综合应用，可以使神经网络工作诊断中提取故障样本这个问题得到有效解决。因此，在最有效利用神经网络具备的各种优势的情况下，大大提高模拟电路软性故障诊断的实用性，对于快速诊断出各种故障问题有着极大作用，是模拟电路软故障诊断未来发展的重要趋势之一。

5.2 在数模混合电路中应用

在集成电路出现后，以及制造技术的不断创新，电路故障诊断需要考虑的影响因素越来越多，而电路中同时存在集成运算放大器、数据混合集成两种情况时，其通用的软故障诊断方法还没有。因此，模拟电路软故障诊断方法的研究，需要对数据很合电路加强重视，并注重相关诊断方法在上述电路中的应用，才能促进我国电子产业更长远发展。

5.3 网络撕裂法应用范围全面扩大

当前，电路的复杂性在不断提高，因此，提高大规模模拟电路诊断结果的可靠性、准确性，是模拟电路软故障斩断研究工作必须重点的内容之一。因此，在未来的发展中，网络撕裂法的应用范围会全面扩大，因此，这种诊断方法具有较强实用性，能够大大提高大规模模拟电路故障诊断的精确度。所以，在合理运用子网络故障诊断法的情况下，大规模模拟电路可以被分解为多个子网络，并在结网络撕裂法的基础上，促进大规模模拟电路软故障诊断技术水平进一步提升。

6.结束语

总之，在社会、经济、环境等发生巨大变化的情况下，电子产业想要更快、更好的发展，就必须注重自身稳定性、可靠性、安全性等不断提高，才能更好的满足人们的应用需求。因此，注重模拟电路软故障诊断方法的合理应用，并不断创新，对于推动我国电子产业可持续发展有着重要意义。

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陈旦花（1981—），女，甘肃威武人，硕士，主要研究电子技术。