CN105467304A - 基于核特征的非线性模拟电路故障诊断仪及故障诊断方法 - Google Patents
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Abstract
<b>本发明涉及一种基于核特征的非线性模拟电路故障诊断仪及故障诊断方法。随着电子技术和数模混合技术的迅速发展，模拟电路的元件也趋近于集成化，集成度越来越高，可及节点越来越少，这给电路的故障诊断带来了越来越多的困难。本发明组成包括：故障诊断仪（</b><b>1</b><b>），所述的故障诊断仪前面板上安装有液晶显示器（</b><b>2</b><b>），所述的液晶显示器与微处理器（</b><b>19</b><b>）连接，所述的微处理器分别与键盘（</b><b>18</b><b>）、信号发生装置（</b><b>16</b><b>）、多路模数转换器（</b><b>15</b><b>）连接，所述的多路模数转换器与信号调理装置（</b><b>14</b><b>）连接，所述的信号调理装置与被测电路系统（</b><b>13</b><b>）连接，所述的信号发生装置与辅助电源（</b><b>17</b><b>）连接。本发明用于基于核特征的非线性模拟电路故障诊断仪。</b>
Description
技术领域：
本发明涉及一种基于核特征的非线性模拟电路故障诊断仪及故障诊断方法。
背景技术：
随着电子技术和数模混合技术的迅速发展，模拟电路的元件也趋近于集成化，集成度越来越高，可及节点越来越少，这给电路的故障诊断带来了越来越多的困难。模拟电路在混合电路中的比例虽然逐渐变小，但是需要的测试时间占整个电路测试时间的大部分，严重影响了混合集成电路的生产效率。在模拟电路中，非线性特性比较普遍，而对于非线性模拟电路，线性电路的诊断方法不再适用，需要研究实用的非线性模拟电路故障诊断方法。本产品提出的基于Wiener核和Volterra核双核特征的智能故障诊断方法，提高了故障诊断的准确率和适用范围。
发明内容：
本发明的目的是提供一种基于核特征的非线性模拟电路故障诊断仪及故障诊断方法。
上述的目的通过以下的技术方案实现：
一种基于核特征的非线性模拟电路故障诊断仪，其组成包括：故障诊断仪，所述的故障诊断仪前面板上安装有液晶显示器，所述的液晶显示器与微处理器连接，所述的微处理器分别与键盘、信号发生装置、多路模数转换器连接，所述的多路模数转换器与信号调理装置连接，所述的信号调理装置与被测电路系统连接，所述的信号发生装置与辅助电源连接。
所述的基于核特征的非线性模拟电路故障诊断仪，所述的辅助电源通过导线分别与所述的信号发生装置、测量主板、所述的键盘、所述的液晶显示器连接，所述的测量主板分别与采集C、采集D、所述的键盘、所述的液晶显示器连接。
所述的基于核特征的非线性模拟电路故障诊断仪，所述的信号发生装置包括多音信号发生器、高斯白澡声发生器，所述的多音信号发生器与信源A连接，所述的高斯白澡声发生器与信源B连接。
所述的基于核特征的非线性模拟电路故障诊断仪，所述的测量主板内部安装有所述的信号调理装置、所述的多路模数转换器、所述的微处理器。
所述的基于核特征的非线性模拟电路故障诊断仪，所述的故障诊断仪前面板下方安装有所述的信源A、所述的信源B、所述的采集C、所述的采集D，所述的故障诊断仪前面板分别安装有确认键、测量键、设置键、电源键、采集A、采集B。
一种基于核特征的非线性模拟电路故障诊断仪及故障诊断方法。该方法包括如下步骤：首先是测量主板包括信号调理装置、多路模数转换器和微控制器，其中，信号调理单元采用精密电阻、电容及运算放大器构成有源二阶滤波器，用隔离放大器实现隔离和放大，用瞬变二极管实现输入。多路模数转换器采用模拟开关、14位AD转换器、采用保持器等，将2个测量输入接口输入的两路模拟量同步转换成数字量，供微处理器进行处理，辅助电源采用电源变压器、整流桥、滤波器、稳压器及滤波电容等，将交流220伏电源转换为直流+5伏，为整个仪器提供直流电源；
信号发声装置包括多音信号发生器和高斯白噪声发生器，其中多音信号发生器采用DDS芯片及运算放大器合成多音信号，高斯白噪声发生器由有源晶振和D触发器产生m序列，再用DA实现高斯白噪声信号的发生，为故障检测提供激励信号源；
键盘和液晶显示单元分别采用薄膜按键和点阵液晶显示器组成，它们互相配合，实现参数的设置、测量的控制及诊断结果的显示，微控制器采用DSP及外围电路实现，主要完成如下工作，其一是控制信号发生单元发出测试激励信号，其二是控制多路模数转换单元对2个测量输入接口同时进行采集，其三是完成对采集数据的分析、处理，并进行故障诊断，其四是实现对键盘和液晶显示单元的控制。
有益效果：
1.本发明是一种基于核特征的非线性模拟电路故障诊断仪，可以实现对非线性模拟电路的故障诊断，采用基于Wiener核和Volterra核双核特征的智能故障诊断原理，提高了故障诊断的准确率和适用范围。
本发明的辅助电源系统能够将交流220伏电源转换为直流+5V，为整个仪器的其它单元提供直流电源，信号发声单元既发生多音信号，又发生高斯白噪声，为故障检测提供激励信号源。
本发明的键盘和液晶显示单元可实现对诊断仪的参数设置及控制操作，并显示仪器的工作状态和测试及诊断结果。
本发明的微控制器装置主要完成如下工作，其一是控制信号发生单元发出测试激励信号，其二是控制多路模数转换单元对2个测量输入接口同时进行采集，其三是完成对采集数据的分析、处理，并进行故障诊断；其四是实现对键盘和液晶显示单元的控制。
附图说明：
附图1是本发明的结构示意图。
附图2是本发明的工作过程图。
附图3是本发明的内部结构示意图。。
附图4是附图2中的信号调理装置框图。
具体实施方式：
实施例1：
一种基于核特征的非线性模拟电路故障诊断仪，其组成包括：故障诊断仪1，所述的故障诊断仪前面板上安装有液晶显示器2，所述的液晶显示器与微处理器19连接，所述的微处理器分别与键盘18、信号发生装置16、多路模数转换器15连接，所述的多路模数转换器与信号调理装置14连接，所述的信号调理装置与被测电路系统13连接，所述的信号发生装置与辅助电源17连接。
实施例2：
根据实施例1所述的基于核特征的非线性模拟电路故障诊断仪，所述的辅助电源通过导线分别与所述的信号发生装置、测量主板22、所述的键盘、所述的液晶显示器连接，所述的测量主板分别与采集C10、采集D9、所述的键盘、所述的液晶显示器连接。
实施例3：
根据实施例1所述的基于核特征的非线性模拟电路故障诊断仪，所述的信号发生装置包括多音信号发生器20、高斯白澡声发生器21，所述的多音信号发生器与信源A12连接，所述的高斯白澡声发生器与信源B11连接。
实施例4：
根据实施例1所述的基于核特征的非线性模拟电路故障诊断仪，所述的测量主板内部安装有所述的信号调理装置、所述的多路模数转换器、所述的微处理器。
实施例5：
根据实施例1所述的基于核特征的非线性模拟电路故障诊断仪，所述的故障诊断仪前面板下方安装有所述的信源Ａ、所述的信源Ｂ、所述的采集C、所述的采集D，所述的故障诊断仪前面板分别安装有确认键8、测量键6、设置键7、电源键3、采集A4、采集B5。
实施例6：
一种利用实施例1-6所述的基于核特征的非线性模拟电路故障诊断仪的故障诊断方法，本方法是：首先是测量主板包括信号调理装置、多路模数转换器和微控制器，其中，信号调理单元采用精密电阻、电容及运算放大器构成有源二阶滤波器，用隔离放大器实现隔离和放大，用瞬变二极管实现输入。多路模数转换器采用模拟开关、14位AD转换器、采用保持器等，将2个测量输入接口输入的两路模拟量同步转换成数字量，供微处理器进行处理，辅助电源采用电源变压器、整流桥、滤波器、稳压器及滤波电容等，将交流220伏电源转换为直流+5伏，为整个仪器提供直流电源；
信号发声装置包括多音信号发生器和高斯白噪声发生器，其中多音信号发生器采用DDS芯片及运算放大器合成多音信号，高斯白噪声发生器由有源晶振和D触发器产生m序列，再用DA实现高斯白噪声信号的发生，为故障检测提供激励信号源；
键盘和液晶显示单元分别采用薄膜按键和点阵液晶显示器组成，它们互相配合，实现参数的设置、测量的控制及诊断结果的显示，微控制器采用DSP及外围电路实现，主要完成如下工作，其一是控制信号发生单元发出测试激励信号，其二是控制多路模数转换单元对2个测量输入接口同时进行采集，其三是完成对采集数据的分析、处理，并进行故障诊断，其四是实现对键盘和液晶显示单元的控制。
Claims (6)
1.一种基于核特征的非线性模拟电路故障诊断仪，其组成包括：故障诊断仪，其特征是：所述的故障诊断仪前面板上安装有液晶显示器，所述的液晶显示器与微处理器连接，所述的微处理器分别与键盘、信号发生装置、多路模数转换器连接，所述的多路模数转换器与信号调理装置连接，所述的信号调理装置与被测电路系统连接，所述的信号发生装置与辅助电源连接。
2.根据权利要求1所述的基于核特征的非线性模拟电路故障诊断仪，其特征是：所述的辅助电源通过导线分别与所述的信号发生装置、测量主板、所述的键盘、所述的液晶显示器连接，所述的测量主板分别与采集C、采集D、所述的键盘、所述的液晶显示器连接。
3.根据权利要求1所述的基于核特征的非线性模拟电路故障诊断仪，其特征是：所述的信号发生装置包括多音信号发生器、高斯白澡声发生器，所述的多音信号发生器与信源A连接，所述的高斯白澡声发生器与信源B连接。
4.根据权利要求2或3所述的基于核特征的非线性模拟电路故障诊断仪，其特征是：所述的测量主板内部安装有所述的信号调理装置、所述的多路模数转换器、所述的微处理器。
5.根据权利要求2或3所述的基于核特征的非线性模拟电路故障诊断仪，其特征是：所述的故障诊断仪前面板下方安装有所述的信源A、所述的信源B、所述的采集C、所述的采集D，所述的故障诊断仪前面板分别安装有确认键、测量键、设置键、电源键、采集A、采集B。
6.一种利用权利要求1-5所述的基于核特征的非线性模拟电路故障诊断仪的故障诊断方法，其特征是：该方法包括如下步骤：
首先是测量主板包括信号调理装置、多路模数转换器和微控制器，其中，信号调理单元采用精密电阻、电容及运算放大器构成有源二阶滤波器，用隔离放大器实现隔离和放大，用瞬变二极管实现输入保护，多路模数转换器采用模拟开关、14位AD转换器、采用保持器等，将2个测量输入接口输入的两路模拟量同步转换成数字量，供微处理器进行处理，辅助电源采用电源变压器、整流桥、滤波器、稳压器及滤波电容等，将交流220伏电源转换为直流+5伏，为整个仪器提供直流电源；
信号发声装置包括多音信号发生器和高斯白噪声发生器，其中多音信号发生器采用DDS芯片及运算放大器合成多音信号，高斯白噪声发生器由有源晶振和D触发器产生m序列，再用DA实现高斯白噪声信号的发生，为故障检测提供激励信号源；
键盘和液晶显示单元分别采用薄膜按键和点阵液晶显示器组成，它们互相配合，实现参数的设置、测量的控制及诊断结果的显示，微控制器采用DSP及外围电路实现，主要完成如下工作，其一是控制信号发生单元发出测试激励信号，其二是控制多路模数转换单元对2个测量输入接口同时进行采集，其三是完成对采集数据的分析、处理，并进行故障诊断，其四是实现对键盘和液晶显示单元的控制。
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