引言

　　電路規(guī)模和結構日趨功能化和模塊化是其在現代電子技術發(fā)展中，呈現出的兩大基本特征,；而集成電路的大規(guī)模應用,，使得研究如何運用現代診斷技術從大規(guī)模容差電路中準確地診斷出存在故障的元件，成為實際工程中迫切需要解決的課題,，也是模擬電路" title="模擬電路">模擬電路故障診斷理論和方法走向實際應用的關鍵步驟之一,。

　　1 系統(tǒng)總體設計

　　1.1 待測電路

　　待測電路如圖1所示。

　　1.2 系統(tǒng)總體設計思路

　　先由DSP" title="DSP">DSP產生診斷所需頻率的激勵源,，在被測電路的可及點中選取合適的測試點,，并將信號濾波、整定后送入ADC進行模／數轉換,，將轉換后的數據讀入存儲器中作為神經網絡的輸入,，經過計算后得到神經網絡的輸出，根據神經網絡的輸出,，確定故障元件,，之后在LCD顯示器和PC機上同時顯示故障元件。系統(tǒng)硬件實現框圖如圖2所示,。

　　1.3 激勵源的產生

　　首先由DSP產生4路所需頻率的PWM信號,，再經搭建的4路濾波電路濾出所需頻率的正弦信號。

　　1.3.1 頻率為10 kΩ時PWM波形部分程序

　　1.3.2 濾波電路

　　本文濾波電路采用以傳遞函數為對象的直接設計法,，按給定的設計要求,，選定濾波器的類型為巴特威型；考慮到濾波的效果和設計的復雜性,，本文將一階低通濾波器和二階低通濾波器級聯,，設計出一個三階低通濾波器，如圖3所示,。通過參數計算和實際調試,，得到所需頻率的低通濾波器，進行電路仿真,，驗證設計結果,。

　　1.4 信號整理電路

　　由于ADC只能接受0～3 V的輸入，所以必須對電壓進行調整，本文使用如下電路,。運放采用LF353,，它的特點是輸入偏置電流低，而且具有高速,、寬帶和低噪聲等優(yōu)點,。

　　1.5 數據采集模塊程序流程

　　數據采集模塊主要用于實現固定采樣頻率下對4種頻率的正弦信號進行采集?；玖鞒淌牵?/p>

　?。?）系統(tǒng)寄存器初始化；

　?。?）設定ADC模塊的控制和狀態(tài)以及要采樣的通道數和模式；

　?。?）開啟ADC轉換,；

　　（4）ADC轉換完成產生ADC中斷,，進入中斷子程序完成多通道的一次巡回采樣,，對采集完的數據代入數字濾波計算函數；

　?。?）主程序不停等待,；

　　（6）判斷一幀樣本是否采集結束,；

　?。?）如果否，則繼續(xù)等待,；

　?。?）如果是，關閉ADC,，返回,。

　　1.6 數字濾波設計

　　基于FIR濾波器的數字濾波能在保證幅度特性滿足技術要求的同時，很容易做到有嚴格的線性相位特性,，故采用FIR數字濾波器進行數字濾波,。本文通過ADC模塊采集被測電路輸出的正弦信號，并對該采樣值進行FIR濾波后,，送神經網絡,。

　　1.7 軟件總體設計

　　程序分三部分，一部分為神經網絡的學習程序,，在PC機上運行,，編程語言采用Matlab，最后得到所訓練神經網絡的各項參數,，將此參數輸入DSP,，由此進入軟件的第二部分,。軟件的第二部分在DSP上實現，編程語言采用C和匯編語言,。首先將DSP產生的多種頻率的PWM信號經前面搭建的濾波電路得到所需頻率的正弦信號,，作為被測電路的激勵源。讀入A／D轉換器的采樣數據,，經編寫數字濾波程序處理,，然后程序依照第一部分所得神經網絡的參數，代入神經網絡運行程序運算,，從而得到被測電路的故障元件代碼,。軟件第三部分為故障代碼顯示部分，將第三部分得到的故障代碼送LCD顯示,，同時送PC機顯示,。

　　1.8 實驗結果

　　實際測試結果分析如下：在計算實際輸出時，權值和閾值是采用仿真得到的數據,。實際測試數據是對被測電路通過TMS320F2812的A／D模塊采集得到的,，使得兩者數據存在一定的偏差，人為設置幾個故障,，系統(tǒng)能夠較好地識別故障,。模擬電路故障診斷系統(tǒng)如圖5所示。