雷達數字電路板故障診斷方法的研究

于曉楠

北京華云東方探測技術有限公司

雷達數字電路板故障診斷方法的研究

于曉楠

北京華云東方探測技術有限公司

雷達數字電路具有體積小、性能強等優點，它們在雷達設備中得到了廣泛的應用，使得雷達設備的結構更為復雜，在提高雷達性能的同時，雷達測試和診斷的難度也大大增加了，本文主要以雷達數字電路板級故障診斷的故障類型為研究目的，對雷達數字電路板板故障的診斷方法進行了研究。

雷達數字；電路板故障；診斷方法

隨著信息技術的進一步發展，雷達電路板的數字化程度也日益提高。在此情況下，雷達系統數字電路板的故障診斷也成為雷達研究領域的重要研究對象，其中，最為典型的是處理器的雷達數字電路板，所以電路板型芯片優勢是具有高度集成的性能，而這種數字電路板往往是整個雷達系統的核心，所以雷達數字電路板對故障診斷具有很強的現實意義。

1、故障診斷概述

故障診斷又稱為故障測試，通過一定的方式對被測對象進行測試，檢測電路是否存在故障，并對故障進行定位，在檢測過程的中的，故障診斷包括故障檢測，故障隔離和故障識別，換句話說，故障診斷不僅能將故障進行定位，而且還能檢測故障發生的時間和故障類型，并進一步分析故障的到底有多嚴重。數字電路故障診斷，即數字電路故障檢測，數字電路故障檢測是檢測到具有預期功能的數字電路的邏輯功能是否與數字電路故障檢測一致；測試不僅是檢測電路是否有故障，同時還要檢測電路故障發生了什么故障，并找出電路單元發生的故障，對數字電路故障定位。

2、故障類型

2.1 永久故障

一旦發生永久性故障，將不會恢復。只有手動修理或更換電路板中的故障電路單元，故障才會消失，固定電平的故障和橋接故障屬于這一類故障。固定電平故障是數字電路板常見的故障，通常稱為呆板故障，即當電路板運行時，某個信號點的電平固定為“1”或固定為“0”。橋接故障通常是由于某種原因，是電路板兩個或兩個以上的信號線在電路板之間短路形成的故障，雖然這種故障遲鈍故障檢測也比較困難，但只要被測單元發送相應的信號并根據輸出信號的特點來確定接橋故障的類型。

2.2 硬故障

硬故障的主要表現是故障器件的參數突然間發生永久、巨大的變化，如器件損壞，開路，短路等，對于這樣故障的出現，我們只能確定故障的位置，根據故障發生的時間可分為間歇性故障和永久性故障，永久性故障意味著只要出現故障就會出現長期不能恢復的情況。間歇性故障是指發生故障是隨機發生的，這類故障更難以檢測到。

2.3 軟故障

軟故障可以稱為部分故障或逐步故障，軟故障的表現是故障設備的參數隨著環境和時間的變化而超過設備的容差，在這一點上，所有組件的功能不會丟失，而只會導致功能上的變化。軟故障不會導致電路失去其所有功能軟肩容差是可以容忍的，但有些不容忽視，特別是在電路的一些最重要的部分。

3、故障診斷方式

(1)在線診斷方法和離線診斷方法上，在線診斷方式是指為了測試電路板的在線測試功能，找到已經測試的電路板上的元器件故障；離線功能測試是指使用某些方法將被測電路板與自動測試設備相連，然后通過自動測試設備激勵儀器模塊進行測試，發送激勵電路板信號，并使用自動測試設備測量模塊收集實際的輸出信號，最后與預期的輸出信號相比較，來判斷電路板是否有故障，由于雷達電路板是雷達自動測試系統平臺上的板級故障診斷，所以我們主要采用離線故障診斷方法。

(2)主動診斷方法和被動診斷方法，主動診斷的方法是通過測試儀器的激勵裝置將激勵信號發送給UUT，并通過測試儀器中的測量儀器采集相應的響應。被動診斷的方法是被測對象的自身能輸出一些信號，測試設備只需用測量儀器采集這些信號，如晶體振蕩電路一旦上電，就會產生一定的信號頻率在電路輸出端，用測量儀器采集信號并進行分析判斷可以檢測出晶振電路有故障。

但是，由于雷達電路板結構復雜，涉及的電路數量多，為了能夠對電路板進行完整的診斷和定位，雷達自動測試系統中的勵磁儀表模塊必須以主電路對被測電路板的輸入端輸入相應的激勵信號和相應的按鍵輸出信號，同時被系統中的測量儀模塊采集，所以，系統對雷達電路板進行故障診斷的方式是主動診斷模式。當然，故障診斷模式也可以根據待測電路板的工作狀態分為靜態故障診斷模式和動態故障診斷模式等其他故障診斷模式，在此不再多講。

4、雷達數字電路板故障診斷實現方法

數字電路板故障診斷的基本思想是將測試矢量注入到被測電路板的關鍵測試點，然后通過一定的算法和操作規則等分析處理相應的輸出響應，最后確定類型故障和在電路中故障的位置。雷達數字電路板在雷達自動測試系統平臺上診斷時，首先根據電路板的工作原理和結構特點，在系統TPS開發平臺上對電路板的故障診斷測試程序進行編程，測試程序用于控制ATE儀表模塊生成的測試向量，斷開被測試板的電源并由測試程序控制ATE中的儀表模塊收集相應的輸出響應，并將其輸出響應與數字雷達板在正常工作輸出的響應，進行確定與診斷。從上面我們可以看出，無論采用何種雷達數字電路板的故障診斷方法，關鍵在于在故障診斷之前必須明確電路板所施加的是什么樣的激勵，在對測試電路板的故障激活和診斷，具體應用在哪里以及哪里測量了輸出響應。

5、結束語

基于自動測試系統和故障診斷技術的發展歷史，本文研究了自主研發的雷達電路板級自動測試系統的應用，實現了雷達數字電路板級故障診斷和故障在系統平臺上的定位，并且研究和總結雷達數字電路板故障診斷的方法和某些特定雷達數字電路板故障診斷的優點，以雷達數字電路板微處理器雷達電路板為例，提出了仿真測試方法在電路板故障診斷中的優點。

[1]王敏平.探究雷達數字電路板板級故障診斷研究與實現[J].科技展望 ,2016,26(14)：80.

[2]劉云久.雷達數字電路板故障診斷方法的研究[D].東南大學,2016.