數(shù)字信號處理技術(shù)在故障檢測和定位中的應用

　　摘要：利用采樣電流或電壓的數(shù)字信號處理技術(shù)，探究出一種檢測和定位故障和缺陷的測試辦法，簡單并應用于顯著靜止電流，同時，這也可以尋找準塑性電阻接點，因而探討該辦法應用于故障原因診斷所具有的潛力。

　　關(guān)鍵詞：故障檢測；數(shù)字信號；診斷

　　1引言

　　現(xiàn)在的大時代，太多對于測試方法研究，很多都是為故障檢測而來，可以理解為，一個電路是否是可測，怎么測，大多方法都是定位或診斷過程中失敗的原由?？墒枪收蠙z測則是生產(chǎn)測試中現(xiàn)在最需要解決的存在，當然，定位或檢測出故障也是關(guān)鍵問題，這是由于可以減少新產(chǎn)品投放時間，創(chuàng)造出更大價值。因此，非常有利助于識別需要設計或過程中發(fā)生改變卻低收益率的主要產(chǎn)量流，早期階段更是凸顯出極大價值。例如促進激光切割技術(shù)，焊接技術(shù)，從而對原型改進。其中容錯機制又是電路故障方面的另需要求。

　　2方法

　　探討理論基礎于下文：

　　（1）首先給定一個敏感傳遞路徑，刺激傳遞是至少需要經(jīng)過一次躍遷（0-1或1-0）;

　　（2）將這些數(shù)據(jù)每小時進行一次記錄:輸出信號、輸出電流或是輸出電壓;

　　（3）分析信號處理對數(shù)字化轉(zhuǎn)換的樣品。

　　應用此方法可以讓給定的路徑敏感，刺激缺陷讓能量消耗加快或是停止傳遞。停止傳遞會有顯著功耗的缺陷，從而改變供電電源的電流波形數(shù)據(jù)，造成電壓輸出改變。因檢測和定位故障和缺陷，會對針對輸出信號轉(zhuǎn)換，例如波形的變化。過渡刺激應用于故障檢測和故障診斷，現(xiàn)已在電壓輸出得到確認。數(shù)據(jù)得出過渡是測試中的良好刺激，利于測試。

　　通過對輸出信號數(shù)據(jù)多次采樣，便可以從信號波形知道更多需要的信息。結(jié)論的提取是輸出信號頻譜數(shù)據(jù)進行估計得出的。各種類型解析導致頻譜進行估計。此次研究用到8點快速傅里葉變換法（FFT）來進行精準頻譜估計，此方法可以極容易檢測到出現(xiàn)故障或缺陷造成顯著波形的變化，哪怕就僅是頻譜開始時候（DC，第一次諧波）也檢測得到?，F(xiàn)今這個分析法是所有方法中最簡便，簡單的。

　　此篇文中，將普通輸入向量進行創(chuàng)建和轉(zhuǎn)換。另外還探究了這個方法存在的潛力和消費技術(shù)上的普遍性。文中也大大減少快速傅里葉變換法中的有效樣本量，16減到8，減少了一半。

　　3檢測

　　本文中全部數(shù)據(jù)結(jié)果，哪怕是FFTs，都運用HSPICE仿真可以得到，F(xiàn)FTs的數(shù)據(jù)需要在一個40ns區(qū)間（不可以平穩(wěn)時間）內(nèi)得到的，繼電器上的寄生電容可以使用電阻去建立模型。

　　3.1橋接

　　若是信號和電線的接地端（GND）發(fā)生橋接，便會形成固定0故障，此時電路將會轉(zhuǎn)換成電流電壓的轉(zhuǎn)換器。

　　實際中，發(fā)生的寄生橋接，會測到大量的數(shù)據(jù)，雖然不會直接的導致固定0故障發(fā)生，但是于邏輯輸出值上來講，故障檢測本身就存在一定困難。

　　發(fā)生寄生橋接關(guān)系的信號和數(shù)字電源（VDD），若是按電流分量振幅來進行計算的話，結(jié)果是會發(fā)現(xiàn)上一組與GND橋接的得到的數(shù)據(jù)非常相似。

　　多次模型數(shù)據(jù)計算得出的，不只是VDD或GND信號發(fā)生的寄生電阻產(chǎn)生的橋接點，其他信號產(chǎn)生的橋接點也很可以大范圍檢測出。例如，11和15之間，或5和9之間的橋接點。利用相反邏輯值接點夠長，將會使電流消耗大大增大，這個數(shù)值將會被檢測到，這個橋接因為沒有引起較差的邏輯值，都是可以使用方法檢測出。

　　3.2開路

　　操作過程中出現(xiàn)浮柵開路故障，一般情況不會讓電流頻譜的數(shù)值發(fā)生很大的改變。不過轉(zhuǎn)換傳遞會到輸出引腳處，此刻去看電壓值，可以發(fā)現(xiàn)內(nèi)在發(fā)生了轉(zhuǎn)換。也可以悉心觀察邏輯值，發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)換的存在，別的信息可以用8點位快速離散傅里葉變換法（FFT）計算得出，當然，也可以使用第一諧波相位分量進行估算延遲。

　　4定位和診斷

　　此章節(jié)中，探究定位探測電位節(jié)點為目標，還需診斷并說明出原因。

　　根據(jù)給出下面幾點設計定位程序：

　?。?）經(jīng)過轉(zhuǎn)換激發(fā)，寄生接觸極大程度上造成電流第一諧波振幅數(shù)據(jù)受到影響;

　?。?）沒有經(jīng)過轉(zhuǎn)換激發(fā)，寄生接觸只是多了DC消耗，沒有一點程度上影響到電流的第一諧波振幅的數(shù)據(jù);

　?。?）只需要得到第一諧波振幅的數(shù)據(jù)。

　　從開始輸入到輸出，需要在每一個轉(zhuǎn)換傳遞過程添加一個節(jié)點，便于得到數(shù)據(jù)從而觀察電流第一諧波振幅發(fā)生得變化，找到需要的定位節(jié)點。所以，開始的定位程序便是從轉(zhuǎn)換得到的輸入節(jié)點，一步一步轉(zhuǎn)換傳遞得到實用數(shù)據(jù)，過程中可以用FFT算法計算檢測第一諧波振幅數(shù)據(jù)變化。但是在傳遞過程中若是遇到了缺陷節(jié)點，那么瞬時便會有數(shù)據(jù)變化。所以一般一個電路中一般傳遞一個轉(zhuǎn)換。

　　5總結(jié)

　　電路故障檢查和定位測試，文中使用的原理，是電路在敏感路徑中傳播中產(chǎn)生刺激。從樣本上運行一個8點FFT，將需對電路中電源產(chǎn)生的電流和輸出電壓數(shù)據(jù)采集，此時，8點FFT將數(shù)據(jù)信號頻譜預算。得出實驗結(jié)果轉(zhuǎn)換刺激應用于電流測試效果很有用，證明此方法可以使用于顯著靜態(tài)電流技術(shù)中。

　　此時，數(shù)據(jù)中得出寄生電容觸電于較大范圍中是可以被測出查到，盡管觸點不引起出現(xiàn)錯誤的邏輯行為。解析供電電流頻譜后，再在解析輸出電壓頻譜時，是可以檢測開路和傳播過程中延遲數(shù)據(jù)的，提高準確性。

　　有一種簡便的方法，便可以得出寄生電阻接觸點，原理是由于轉(zhuǎn)換模擬缺陷會引起的第一諧波振幅，第一諧波振幅的數(shù)據(jù)是會變化的，但是可使用技術(shù)檢測得到，所以根據(jù)數(shù)據(jù)的變化的性質(zhì)，進行對缺陷找到原因并解決。

　　參考文獻

　　[1]數(shù)字信號處理技術(shù)的應用與發(fā)展[J].王志勇,王強.黑龍江科學.2017(21)

　　[2]數(shù)字信號處理技術(shù)的發(fā)展及應用[J].廖運奪,何海浪.廣東蠶業(yè).2017(08).

　　作者蔣照菁

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