一种模拟集成电路的故障诊断及参数辨识方法

摘要

本发明公开了一种模拟集成电路的故障诊断及参数辨识方法。所述方法将器件参数的容差效应，对应为输出响应序列矩阵特征值的扰动，该对应的正确性有代数学相关定理和统计物理基本原理保证，这使该方法中被测电路输出响应特征值的扰动程度，既可作为故障定位的判据，还可以作为器件参数辨识的依据。通过计算器件的最大特征值和最小特征值，以及通过计算器件容差上限的最大、最小特征值，还有器件容差下限的最大、最小特征值，并将上述量进行比较，不仅可实现故障定位，还可实现参数辨识。与现有技术相比，本发明对处理故障诊断中容差特性效果好，故障定位准确，计算效率高，且将故障诊断与故障参数辨识一体化处理、易于工程实施。

主权项

一种模拟集成电路的故障诊断及参数辨识方法，其特征在于：所述故障诊断及参数辨识方法步骤如下：(1)将被测电路中需要进行故障诊断和参数辨识的n个器件从1到n进行编号，n＞1；设置每一器件的参数为p个状态，p＞2，其中一个状态为该器件的标称参数状态，其余的p‑1个状态分别对应该器件参数不同程度偏离其标称参数的状态；(2)针对步骤(1)中的n个器件，逐一选取其中一个器件，进行以下步骤：a)除被选器件外的其余器件参数均处于标称参数，分别对被选器件的p个状态进行仿真，得到被选器件的p个输出响应信号，并由输出响应信号生成对应的p个输出响应矩阵；b)针对步骤a)中得到的p个输出响应矩阵，分别计算每个输出响应矩阵的最大特征值和最小特征值，得到p个最大特征值和p个最小特征值；c)将步骤b)中得到的p个最大特征值拟合成一条最大特征值直线，将步骤b)中得到的p个最小特征值拟合成一条最小特征值直线；d)将被选器件参数容差的上限值分别代入步骤c)中得到的最大特征值直线和最小特征值直线，得到被选器件参数容差上限对应的最大特征值和最小特征值；将被选器件参数容差的下限值分别代入步骤c)中得到的最大特征值直线和最小特征值直线，得到被选器件参数容差下限对应的最大特征值和最小特征值；最终得到n个器件中，每个器件的最大特征值直线和最小特征值直线，每个器件的参数容差上限对应的最大特征值和最小特征值，及每个器件的参数容差下限对应的最大特征值和最小特征值；(3)用参数与步骤(2)a)中进行仿真所用的仿真信号参数一样的实际信号作为激励信号去实测被测电路，测量被测电路的输出响应信号，得到实测输出响应信号；根据实测输出响应信号生成实测输出响应矩阵，并计算得到实测输出响应矩阵的最大特征值和最小特征值；(4)将步骤(3)中得到的实测输出响应矩阵的最大特征值分别代入步骤(2)中得到的每个器件的最大特征值直线，计算得到每个器件的参数值，然后将得到的每个器件的参数值分别代入步骤(2)中得到的相应器件的最小特征值直线，计算得到n个假设情况下的最小特征值；(5)将步骤(4)中得到的n个假设情况下的最小特征值分别与步骤(3)中得到的实测输出响应矩阵的最小特征值相减并求绝对值，得到最小特征值的绝对误差向量；(6)针对步骤(5)中得到的最小特征值的绝对误差向量，求出最小特征值绝对误差向量中的最小元素及其对应的下标m，1≤m≤n；将步骤(3)中得到的实测输出响应矩阵的最大特征值，与步骤(2)中得到的第m个器件参数容差上限对应的最大特征值和第m个器件参数容差下限对应的最大特征值进行对比，同时将步骤(3)中得到的实测输出响应矩阵的最小特征值，与步骤(2)中得到的第m个器件参数容差上限对应的最小特征值和第m个器件参数容差下限对应的最小特征值进行对比；如果实测输出响应矩阵的最大特征值大于等于第m个器件参数容差下限对应的最大特征值、同时小于等于第m个器件参数容差上限对应的最大特征值，且实测输出响应矩阵的最小特征值大于等于第m个器件参数容差下限对应的最小特征值、同时小于等于第m个器件参数容差上限对应的最小特征值，则判断被测电路无故障，诊断结束；否则，判断被测电路存在故障，继续步骤(7)进行故障定位和故障参数辨识；(7)根据步骤(6)中得到的m定位被测电路的第m个器件存在故障；步骤(4)中得到的第m个器件的参数值就是故障器件的参数。