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基于 Simulink的测试电路故障分析摘要：测试系统电路发生故障后，依靠传统经验进行故障排查，耗时且难做到全面、一致。
采用Simulink构建电路模型，进行仿真分析，结合实际验证，找出故障原因，进而提出改进方法，为后续构建测试系统模型、故障分析奠定基础。
关键词：故障；电路模型；仿真1引言当产品测试出现故障时，不得不依赖技术人员进行故障分析排查，不仅消耗技术人员大量精力的和时间（问题排查少则一两天，多则上月），有时由于假象的缘故，可能导致故障排查方向发生偏离，使得故障排查成为制约产品研制生产进度的瓶颈。
寻找行之有效的方法，为解决产品研制生产过程中电气故障排查缓慢、不全面的问题，开展测试系统电气仿真设计成为一条可行之路。
目前，机械结构虚拟样机已经成熟，但是相较结构仿真设计，电气建模仿真设计工作进展缓慢，为此本文以测试系统某开关电路故障为案例，以MATLAB自带的Simulink仿真模块为平台，构建电路仿真模型，对电路原理进行仿真、验证，对电路缺陷进行分析，模拟可能出现的故障模式，并为后续构建测试系统电气虚拟样机奠定实践基础。
2测试系统典型开关电路测试系统作为产品检测的重要设备，集成手动/自动控制两种控制模式，涵盖供电转换、信号转换、状态转换、通信、信号处理等功能，系统中各组合大量使用机械开关、继电器等机械元器件。
机械开关利用簧片触点的吸合、分离实现电路通断，在开关触点吸合和分离过程中必然产生电弧现象，该特性不仅影响开关的使用寿命，特别是触点、簧片寿命，动作过程中产生的电弧现象同样会对开关前后级电路造成影响，轻则信号异常，增大电路中的干扰，造成测试系统对产品性能的误判，重则造成电路损坏。
现以某开关电路滤波钽电容烧毁的情况为例，以此开展电路仿真建模、分析，原理见图1。
图1 某测试开关电路原理如图1所示，该电路采用按钮开关（机械开关）S2控制外部DC/DC提供的24V直流电源，实现电路供电。
为消除开关触点吸合、断开产生的电弧现象对开关电路后级电路的干扰，电路在开关后级设计低通滤波电路，外部输入的24V直流电源在经过开关S2后，固体钽电容C1和瓷片电容C2进行滤波（1kHz-100MHz）后对后级的光耦TLP521-4和驱动器ULN2003ADJ供电，当外部检测信号控制光耦前级二极管导通时，光耦后级三极管导通，输出控制信号；控制信号由驱动器ULN2003ADJ驱动输出，进一步驱动后续电路。
检测电路板短路方法
电路板在使用过程中可能会出现短路现象，短路会对设备造成严重的损坏甚至引发火灾等安全事故。
因此，及时检测电路板的短路情况是非常必要的。
下面介绍几种常用的检测电路板短路的方法：
1. 使用万用表：将万用表的电阻档位调至最小，用两个探针分别接触电路板上的两个接点，如果电阻值很小或者为零，就说明该电路板存在短路现象。
2. 使用绝缘测试仪：绝缘测试仪可以检测电路板是否存在漏电现象，其原理是在电路板上加上一个高压电源，然后观察是否有漏电流产生。
如果存在漏电现象，就说明电路板存在短路。
3. 使用热成像仪：热成像仪可以检测电路板是否存在过热现象，原理是通过红外线检测电路板的温度分布情况。
如果电路板某个区域温度比周围高出很多，就说明该区域存在短路或其他故障。
4. 使用示波器：示波器可以检测电路板是否存在干扰信号，如果存在干扰信号，就说明电路板存在短路或其他故障。
总之，选择适合的方法检测电路板短路问题，可以有效避免电路板故障对设备造成的损失。
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PCB的CAF测试失效分析案例陈志新【期刊名称】《印制电路信息》【年(卷),期】2016(024)011【总页数】4页(P67-70)【作者】陈志新【作者单位】奥士康科技股份有限公司，湖南益阳 413000【正文语种】中文CAF是指印制电路板（PCB）内部在电场作用下，跨越非金属基材而迁移传输的导电性金属盐构成的电化学迁移。
它通常发生在PCB基材中沿玻璃纤维到树脂界面上，从而导致两个相邻的导体之间绝缘性能下降甚至造成短路，是PCB产生故障的一个重大潜在危险的根源。
耐CAF测试是指在恒温85 ℃±2 ℃，恒湿85±3%，偏压（50～100）VDC的条件下，测试循环时间1 000 h，检测产品的信赖性。
我司在认证一款考试板时，其考试项目耐CAF 500 h的能力测试，当测试到第144 h时，X-9、X-10模块发生NG（绝缘电阻要求107 MΩ以上）实际绝缘电阻只有105 MΩ左右。
针对上述耐CAF测试问题进行分析解剖，找出真因，然后制定改善措施予以攻克。
2.1 试样和测试结果CAF测试样品如图1，耐CAF测试模块结果见表1。
耐CAF测试4 PCS，只发现X-9、X-10模块测试结果严重异常Fail，X-08模块有变坏的迹象，其它模块均Pass。
耐CAF测试4 PCS样品中，发现有X-9模块在测试48 h后发生异常，且随着测试时间的推移越来越严重。
X-10模块在测试不久就有异常发生，持续至244 h后恢复稳定状态。
X-8模块在测试至400 h左右时有所变坏迹象。
2.2 分析测试2#板X-9模块不合格区结果（1）在X-Ray及强光透射与结合60倍镜下清晰可见两孔间内层有微小细线相连[图2（a）]；（2）切片分析孔壁灯芯超标129.79 μm[图2（b）]，并清晰可见玻纤处孔壁两端分别有条78.74 μm的空洞（内有残铜）；（3）切片分析孔壁发现有一个6.3×254 μm的怪异现象，并非铜瘤，且两端均有一个细小的洞穴，形似环型战壕，壕沟中的铜离子却神奇般地从洞穴中消失，且另一孔壁铜层部分有增厚迹[图2（c）（d）]。
一、监护仪故障维修症状:监护仪监测心电、呼吸波形异常，无生理意义，甚至不出波形。
分析:在心电监护中，与患者身体相接触的电极片与导线是心电监护仪采集信号的媒介。
通常情况下，人体心电信号的幅值约为10μV~5mV，若电极片与患者皮肤或电极片与电极片接触不良，会导致所测心电信号被严重干扰，使得波形失真，严重影响医学判断。
临床医护人员在连接监护仪前习惯性用酒精擦拭患者皮肤，清楚皮肤表面油脂及污垢。
医用酒精浓度较高、吸水性强，会从表皮中吸取大量水分，导致表皮脱水，使得表皮与电极片之间的阻抗变大，造成监护仪检测信号波形过小甚至失真。
该故障现象多见于老年患者。
老年患者皮肤汗腺萎缩，含水量下降，皮肤在失水后补充困难。
该现象在冬季尤为明显。
医院冬季使用空调系统取暖，室内湿度相对较低，加速患者体表水分的蒸发。
另外，究竟可能与电极片上的导电胶发生化学反应，影响导电性能。
修复:建议临床医护人员在使用酒精或肥皂水对皮肤进行清理后，再用清水对酒精擦拭出进行清洗，既可以清除残余酒精成分又能适当补充水分，滋润皮肤，减少因皮肤干燥造成的信号干扰。
监护仪监测血氧指套脱落，但仍旧显示血氧波形及数值。
分析:血氧探头使用时间过长，内部光电二极管老化，对接收到的光信号不能正确检测。
修复:血氧探头检测的准确度随着其使用时间的延长而降低，在维护监护仪过程中，发现血氧探头性能下降或出现故障，应及时维修或更换。
症状:监护仪正常开机，能正确检测病人心电等参数，但机器时常发出很响的噪声，影响病人休息。
分析:监护仪能准确检测心电等参数，说明监护仪运行正常。
在运行一段时间后，发现监护仪机体发热，说明机器在运行过程中散热不良。
修复:观察内部机箱几及各个出风口，将堆积是我灰尘用鼓风机或吸尘器清除，使散热的风道畅通。
清理后重新开机，噪声有所减少，但仍有噪声，仔细判断发生来源，初步判定是风扇运转时发出的噪音。
将风扇单独拆下来，发现风扇已经使用多年，堆积了很多灰尘且叶片老化。
电路板焊接质量检查方法电路板焊接后，需要对其进行质量检查。
目前对电路板焊接质量的检查方法有目视法、红外探测法、X光透视法、在线测试法等。
在这几种方法中，最经济常用的是目视法，经济方便、简单可行。
其它几种方法需一定的设备支持投资较大，但检查可靠性高。
1.目视法目视法靠人的眼睛直接观察焊点表面的焊接情况，可检查出润湿性不良、焊锡量不适宜、焊盘脱落、桥接、小锡球溅出、焊点无光泽以及漏焊等焊接缺陷。
目视法最简易的工具是放大镜，一般使用带灯的5~10倍固定式放大镜。
它完全适用于密度不高的电路板焊接的检查。
这种工具的缺点是检查人员易疲劳，而较好的目视检查仪器是摄像式屏幕显示检查仪，它的放大倍数可调，最多可达80~90倍。
它通过CCD把板子的焊接部位显示在屏幕上，人们可以像看电视一样观察屏幕。
较高档次的检查仪可在两个方向自动移动电路板焊接，也可自动定位实现对关键部位的检查。
2.红外探测法红外探测法利用红外光束向电路板焊接焊点辐射热量，再检测焊点热量释放曲线是否正常，从而判别该焊点内部是否有空洞，达到间接检查焊接质量的目的。
这种检查方法适合于大批量、自动焊接，且焊盘一致性好、元器件体积差别不大的情况。
否则，其它因素对于焊点散热特性影响太大.误检率就会增大。
由于这种检测方法受到的限制条件较多，毕竟任何一种电路板焊接的焊点大小都会有差别。
因此，在电子产品检测中应用较少。
3.X光透视法X光透视法利用X光透过焊料的能力没有透过铜、硅、FR一4等材料的能力强的特点来显示焊接厚度、形状及质量的密度分布等，这种检测方法适用于看不到的焊点(即隐性焊接)。
它将待测电路板焊接置于X光的通道中，在显示屏上可以看出焊点焊料阻碍X光通过所形成的焊点轮廓。
4.在线测试法在线测试法是用在线测试仪实现的，它通过测试仪上称作“针床”的信号连接部件把电路板焊接上的测试点与测试仪连通。
可以检查电路板焊接的开路、短路及故障元件，也可检查元件的功能，如电阻电容的数值、晶体管的极性等。
数字电路板时序电路测试方法I. 引言A. 研究背景与意义B. 研究目的和内容C. 论文框架介绍II. 数字电路板时序电路测试方法概述A. 数字电路板概述B. 时序电路概述C. 时序电路测试方法概述III. 时序电路测试技术A. 时序电路测试分类B. 时序电路建模和仿真技术C. 自动测试技术D. 辅助测试技术IV. 数字电路板时序电路测试案例A. 测试对象介绍B. 测试流程和方法介绍C. 测试结果和分析V. 结论与展望A. 论文主要贡献B. 研究不足和未来展望C. 总结参考文献第一章节是论文的引言部分，主要是对研究背景、研究意义和研究目的进行介绍，并概述论文的框架。
数字电路板是现代电子设备中不可或缺的一部分，广泛应用于计算机、通讯、医疗、汽车、工业等领域。
它是由数字电路组成的，数字电路有严格的时序要求，时序电路测试是数字电路设计与生产中必不可少的环节。
时序电路测试是为了验证数字电路在满足时序要求的情况下能否正常工作、对时序敏感的故障能否被检测到以及提高电路可靠性的关键步骤。
传统的时序电路测试方法一般采用手工根据产品手册设计测试方案，实现多种信号波形与时序要求，手动调试测试仪器来进行测试。
这种方法费时费力，人力成本高，难以满足大批量产品的测试要求。
自动测试技术相应出现并得到发展，主要包括仪器自动化、测试程序自动化、测试数据处理与分析自动化以及测试过程自动化等方面的技术。
这些技术的应用可以降低测试的成本、提高测试的效率、增强测试的稳定性与精确性。
论文目的是探索数字电路板时序电路测试技术的方法与应用，以提高测试效率、精度和测试结果分析和处理的能力，以期为相关领域的研究和实际工程提供参考和借鉴。
本论文将对时序电路测试技术进行梳理、分类和总结，不仅介绍传统手工测试方法，而且着重讲解数字电路板时序电路的自动测试方法，并给出实际测试案例分析，全面探讨时序电路测试技术应用的优缺点和应用前景。
本论文的框架分为五个章节，除了引言外，另外的四个章节主要包括时序电路测试方法概述、时序电路测试技术、数字电路板时序电路测试案例和结论与展望。
电子设备常用元器件故障在线检测分析在现代社会，电子设备是一种极为基础的设备类型，是电力系统的基本构成要素。
而电子设备在长期的使用过程中，会因为设备老化、元器件受损等问题，出现各种各样的故障，进而对电力系统的运行造成不利影响，如何解决这些问题，值得思虑。
1.电子元器件故障概述毫无疑问，在整个电子设备体系中，电子元器件是一种极为基础的构成要素，但在器件的长期使用过程中，也会出现各种各样的故障，包括电阻类器件、电容类元器件、电感类元器件、集成模块、电路类故障等。
以电阻故障为例进行说明。
电阻在电路中发挥着限流、分流、降压、负载等等功能。
结合现实看，电阻失效会造成严重的电子设备受损或发生故障问题。
整体而言，电阻器故障可以划分成致命失效、漂移参数失效两种类型。
有数据显示，有85%～90%的电阻属于致命失效，剩下仅10%左右的电阻乃因为漂移参数问题引起电阻失效。
从电阻类元器件的构成角度看，它可以根据线阻的不同划分成线绕电阻和非线绕电阻两类。
除此之外，电位器接触不当也是最为常见的故障类型，这种故障在电信设备中的出现率可达90%、在电视机中约占87%，因此是值得重点关注的一个点。
2.观察法2.1静态观察法静态观察法指的是一种在断电情况下依靠人力目测发现故障的方法，因此具有极强的直观性特征，可以检查出脱焊、短路、接插件松脱等比较明显的故障。
通过这种静态观察，工作人员能够明确电阻器引线身是否存在折断、外壳烧焦等问题；判断电容器的外观有无破损、表层是否存在缺口、污垢和被腐蚀现象；通过观察，工作人员可以针对性采取对应的解决措施，进而保证电子元器件的故障得到及时处理，迅速回归正常使用状态。
2.2动态观察法动态观察法作为一种在电子设备通电情况下进行器件检测的方法，更多的是一种综合性判断的方法，它需要工作人员集中调动多种感官，经过看、听、闻、摸等多种渠道，找到故障。
比如，通过眼看了解电路内有无起火花、冒烟问题；通过耳听判断设备有无异声异响；通过鼻子闻器件及时找到可能存在的设备被烧焦、烧糊现象；通过手摸管件，可以直接感知到设备是否有发烫等问题感觉。
