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基于電路撕裂的模擬電路噪聲分析

文檔作者：陳曉娟，唐龍泳2，吳潔文檔來源：東北電力大學		點擊數：	更新時間： 2025年09月05日
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第32卷第4期
2012年8月
東北電力大學學報
Journal Of Northeast Dianli University
Vo1．32．No．4
Aug．，2012
文章編號：1005—2992(2012)04—0001—03
基于電路撕裂的模擬電路噪聲分析
陳曉娟 ，唐龍泳2，吳 潔。
(東北電力大學信息工程學院，吉林吉林132012)
摘 要：將電路撕裂算法與低頻噪聲理論相結合，提出了一種新的基于電路撕裂的模擬集成電路
噪聲分析方法，通過對電路撕裂基本算法的驗證計算，討論子電路狀態判斷的方法與條件，提出逐級搜
索撕裂算法，對撕裂的子電路進行噪聲功率譜分析，實現故障定位。Pspice仿真實例表明，所提方法計
算量小，診斷速度快，故障檢測與定位準確率高。
關鍵詞：模擬電路；電路撕裂；低頻噪聲
中圖分類號：TN 7 文獻標識碼：A
噪聲對電路的潛在故障非常敏感，當電路中元器件緩慢失效，而電路的外部表現仍為正常工作狀
態，此時電路的參數電壓、電流等參數不會產生變化，但電路內部噪聲已發生明顯變化。因此，運用噪聲
分析的方法針對簡單的子電路工作狀態進行深入探討與論證，使模擬電路故障診斷方法更加完善。
電路撕裂法是將大型電路撕裂成若干子電路，根據一定的測試條件或判據將故障定位在若干個較
小的子電路中。本文通過對電路撕裂基本算法的驗證計算，討論子電路狀態判斷的方法與條件，提出逐
級搜索撕裂算法，對撕裂的子電路進行噪聲功率譜分析，實現故障定位。
1 電路撕裂法
電路撕裂法是把一個大型電路“撕裂”成為一系列較小的部分電路，每一部分可以單獨加以分析和
求解而不必同時考慮其他部分的存在與否，然后把各個部分再相互聯結得到原電路的整體解。
在大規模模擬電路中，為了快速而有效地診斷出故障子電路，可采用逐級撕裂搜索法。對電路撕裂
分解，不是一次將電路分解成可能分的最小子電路，而是采用如下圖1所示的“電路分解樹”逐級加以
分解。每一級子電路選擇合適的測試點，利用自測試和互測試件判斷每一級中的各個子電路有無故障。
設在第j級的某一個子電路被判為無故障，則該子電路所屬下面的各級子電路均無故障；若在第j級的
某一個子電路被判為有故障，則該子電路所屬下面的各級子電路有可能故障，需繼續判斷下一級子電路
的狀態，依此類推。
2 實際模擬電路仿真
下面以某有源濾波器電路原理圖Ⅳ為例，如圖2
所示，先對其進行電路撕裂，撕裂后的電路圖如圖3。
電路撕裂過程如下： 圖1電路撕裂過程
(1)撕裂時向被測電路Ⅳ施加激勵Ui=15V，并在可及節點測量電壓。
(2)第一級撕裂：以 所在支路為撕裂支路，剩余支路形成的子電路的圖仍是連通的，但是可斷的。
收稿日期：2011—11—14
基金項目：吉林省自然科學基金項目(20101519)
作者簡介：陳曉娟(1970一)，女，吉林省九臺市人，東北電力大學信息工程學院教授，博士，主要研究方向：模擬電路故障診斷以及電
力線通信．

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