一种电路故障定位方法及装置与流程

本发明涉及电路测试和故障诊断领域，尤其涉及一种电路故障定位方法及装置。

背景技术：

随着电子技术的飞速发展，电路测试诊断特别是模拟电路故障诊断越来越复杂。电路板在故障定位时需要对中间节点的数据进行测量采集，根据测量结果进行电路状态的判断并分析推断出下一步的测试策略；目前在电路板故障定位中，主要依赖于人工输入相应的测试节点信息并确定节点的测试顺序，从而导致工作量大、自动化程度不高，并且导致测试节点的数量和分布不够优化、拓扑逻辑性不强的问题。

技术实现要素：

本发明的目的在于，为解决采用人工测试电路节点信息时，存在工作量大、自动化程度不高，并且导致测试节点的数量和分布不够优化、拓扑逻辑性不强的问题，提供了一种电路板故障定位方法及装置。

所述的电路故障定位方法，其输入是基于电路正常与故障状态下的仿真数据和电路网络构建的模拟电路测试交互格式文件(简称：ATIF)和测试路由文件；对上述文件进行解析，获取电路测试与故障诊断所需的测试激励、测试节点、仪器映射、测试路由和测试判据等信息；根据解析所获取信息，生成测试程序，并通过执行测试程序，实现对电路板的测试和故障定位。

为实现上述目的，本发明提供的一种电路故障定位方法，该方法包含如下步骤：

步骤1)导入模拟电路测试交互格式文件和测试路由文件，并解析获得电路测试与故障诊断所需的测试激励、测试节点、仪器映射、测试路由和测试判据信息，解析完毕的数据存储在数据库中；所述的模拟电路测试交互格式文件采用电路正常与故障状态下的仿真数据和电路网络构建而成，描述模拟电路测试过程中的状态信息，所述的测试路由文件描述测试仪器的输入、输出通道和被测电路测试节点之间的连接关系信息。

步骤2)根据解析数据完成对电源通道及其参数的配置，生成包含测试激励操作流程的文件，配置测试仪器的参数和输入、输出通道，生成包含测试操作流程的文件；

步骤3)执行步骤2)中生成的包含测试激励操作流程的文件、包含测试操作流程的文件，控制测试仪器实现对被测电路板的测试和故障定位。本方法已经应用于模拟电路故障诊断中，并表现出了优越的性能。

作为上述技术方案的进一步改进，所述的步骤2)包括：

步骤201)提取模拟电路测试交互格式文件中的测试激励和测试节点信息，以及测试路由文件中的电源通道与电路节点之间的连接关系信息，完成对电源通道及其参数的配置，生成测试激励操作流程；

步骤202)生成被测电路中各模块的测试操作流程，所述的测试操作流程包括电路测试操作流程和故障诊断操作流程，所述的电路测试操作流程用于判定各模块为正常或故障状态，并通过对故障状态的模块执行故障诊断操作流程，以采集获得用于判断故障类型的响应数据；

步骤203)将步骤201)中的测试激励操作流程、步骤202)中的电路测试操作流程和故障诊断操作流程分别写入指定的流程文件。

作为上述技术方案的进一步改进，所述的电路测试操作流程的生成步骤为：依据模拟电路测试交互格式文件中提取的测试激励信息、测试路由文件中提取的测试路由信息，配置测试仪器的参数和输入通道；依据模拟电路测试交互格式文件中提取的响应信息和测试路由文件中提取的测试路由信息，配置测试仪器的参数和输出通道；所述的故障诊断操作流程的生成步骤为：依据模拟电路测试交互格式文件中提取的激励信息、测试路由文件中提取的路由信息，配置测试仪器的参数和输入通道；依据模拟电路测试交互格式文件中提取需要采集节点的信息，配置测试仪器的参数和输出通道，并配置对话框，提示测试节点和探笔类型，配置输出测试节点的PCB闪烁参数。

作为上述技术方案的进一步改进，所述步骤1)中的模拟电路测试交互格式文件包括：头文件、UUT文件组、激励响应文件组和故障知识文件组；

所述的头文件存储故障字典的版本号、故障字典的生成时间、故障字典文件的数量、编号及分组信息；

所述的UUT文件组包括：网表文件、电路组件文件、输入节点文件、输出节点文件、不可测试引脚文件、引脚节点映射文件和节点引脚映射文件，分别存储仿真电路的网表信息、电路组件信息、输入节点信息、输出节点信息、不可测试引脚信息、引脚对应至节点的映射信息、节点对应至引脚的映射信息；

所述的激励响应文件组包括：激励类型文件、激励属性文件、静态工作点响应文件和稳态响应文件，分别存储激励类型信息、激励属性信息、功能仿真时的静态工作点响应信息、稳态响应信息；

所述的故障知识文件组包括：故障编号文件、静态工作点故障集文件、稳态故障集文件、不可测故障集文件、模糊集模式文件、静态工作点模糊集文件、稳态模糊集文件、静态工作点故障字典文件、稳态故障字典文件和同态故障文件，分别存储故障编号、静态工作点故障名称信息、稳态故障名称信息、不可测故障信息、模糊集模式信息、静态工作点模糊集信息、稳态模糊集信息、静态工作点故障字典信息、稳态故障字典信息、同态故障信息。

作为上述技术方案的进一步改进，所述步骤1)中的测试路由文件包括：输入引脚信息、输出引脚信息、激励映射和响应映射；

如果判定引脚为激励加载引脚，则定义为输入引脚，如果判定引脚为响应加载引脚，则定义为输出引脚；

所述的激励映射表示根据输入引脚加载激励所用的测试仪器输入、输出通道；所述的响应映射表示根据输出引脚建立测试仪器输入、输出通道与被测电路连接器输出引脚连接。

作为上述技术方案的进一步改进，所述的步骤3)包括：

步骤301)加载步骤201)中生成的包含测试激励操作流程的文件，将电源通道及其参数的配置传递到电源中，控制电源输出；

步骤302)根据步骤203)中生成的包含电路测试操作流程的文件，对被测电路中一个未测试的模块加载测试激励，配置测试仪器的参数和输入通道，实现激励输出；

步骤303)根据步骤203)中生成的包含电路测试操作流程的文件，对步骤302)中的模块加载测试响应，配置测试仪器的参数和输出通道，实现响应采集；依次完成全部需要采集的响应后，根据模拟电路测试交互格式文件中激励响应文件组解析出的响应数据判据，判断获得当前测试的模块为正常状态或故障状态；

步骤304)如果步骤303)中测试的模块为正常状态，则输出模块正常状态信息，对一个未测试的模块重新执行步骤302)；如果步骤303)中测试的模块为故障状态，则根据步骤203)中生成的包含故障诊断操作流程的文件，对模块加载测试激励，配置测试仪器的参数和输入通道，实现激励输出；

步骤305)根据步骤203)中生成的包含故障诊断操作流程的文件，对步骤304)中加载测试激励后的模块加载测试响应，根据提示完成探笔与被测节点的连接，点击对话框中的继续执行后，完成测试仪器的配置和控制，实现响应采集；依次完成全部需要采集的响应后，执行步骤306)；

步骤306)对步骤305)中采集的所有响应信息依据模拟电路测试交互格式文件中的模糊集模式文件进行类型匹配，在匹配获得模糊集模式后，与模糊集文件中的模糊集匹配，判断如果所有响应信息均存在与其匹配的模糊集范围，则表明故障状态为匹配获得的模糊集对应的故障。

作为上述技术方案的进一步改进，包括：文件解析模块、测试流程生成模块、测试流程执行模块和测试仪器；

所述的文件解析模块：用于导入模拟电路测试交互格式文件和测试路由文件，并解析获得电路测试与故障诊断所需的测试激励、测试节点、仪器映射、测试路由和测试判据信息；所述的模拟电路测试交互格式文件采用电路正常与故障状态下的仿真数据和电路网络构建而成，描述模拟电路测试过程中的状态信息，所述的测试路由文件描述测试仪器输入、输出通道与被测电路测试节点之间的连接信息；

所述的测试流程生成模块：用于根据文件解析模块解析获得的信息，完成对电源通道及其参数的配置，生成包含测试激励操作流程的文件，配置测试仪器的参数和输入、输出通道，生成包含测试操作流程的文件；

测试流程执行模块：用于执行测试流程生成模块中生成的包含测试激励操作流程的文件、包含测试操作流程的文件，控制测试仪器实现对电路的测试和故障定位。

本发明的一种电路故障定位方法及装置优点在于：

利用本发明提供的装置及方法，能够实现基于电路网路和图搜索的电路故障定位，实现测试导入、测试解析、测试流程文件自动生成和执行等功能，解决了现有技术方案主要依赖于人工输入相应的测试节点信息并确定节点的测试顺序，所导致的工作量大、自动化程度不高并且导致测试节点的数量和分布不够优化、拓扑逻辑性不强的技术问题。

附图说明

图1是本发明提供的一种电路故障定位方法流程图。

图2是本发明中的ATIF文件组成框架图。

图3是本发明实施例中的测试操作流程自动生成示意图。

图4是本发明实施例中的测试操作流程执行示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明所述的一种电路故障定位方法及装置进行详细说明。

如图1所示，本发明提供的一种电路故障定位方法，该方法包括：

步骤1)导入模拟电路测试交互格式文件和测试路由文件，并解析获得电路测试与故障诊断所需的测试激励、测试节点、仪器映射、测试路由和测试判据信息；所述的模拟电路测试交互格式文件采用电路正常与故障状态下的仿真数据和电路网络构建而成，描述模拟电路测试过程中的状态信息，所述的测试路由文件描述测试仪器输入、输出通道与被测电路测试节点之间的连接信息；

步骤2)根据步骤1)解析获得的信息，完成对电源通道及其参数的配置，自动生成包含测试激励操作流程的文件，配置测试仪器的参数和输入、输出通道，生成包含测试操作流程的文件；

步骤3)执行步骤2)中生成的包含测试激励操作流程的文件、包含测试操作流程的文件，控制测试仪器实现对电路的测试和故障定位。

如图2所示，所述步骤1)中的模拟电路测试交互格式文件包括：头文件、UUT文件组、激励响应文件组、故障知识文件组组成；

所述的头文件存储故障字典的版本号、故障字典的生成时间和故障字典文件的数量、编号及分组信息；

所述的UUT文件组由网表文件、电路组件文件、输入节点文件、输出节点文件、不可测试引脚文件、引脚节点映射文件、节点引脚映射文件7个文件组成，分别存储所仿真电路的网表信息、电路组件信息、输入和输出节点信息、不可测试引脚信息、引脚对应至节点的映射信息、节点对应至引脚的映射信息；

所述的激励响应文件组由激励类型文件、激励属性文件、静态工作点响应文件、稳态响应文件4个文件组成，分别存储激励类型信息、激励属性信息和功能仿真时的静态工作点响应信息、稳态响应信息；

所述的故障知识文件组由故障编号文件、静态工作点故障集文件、稳态故障集文件、不可测故障集文件、模糊集模式文件、静态工作点模糊集文件、稳态模糊集文件、静态工作点故障字典文件、稳态故障字典文件、同态故障文件10个文件组成，分别存储故障编号、静态工作点故障名称信息、稳态故障名称信息、不可测故障信息、模糊集模式信息、静态工作点模糊集信息、稳态模糊集信息、静态工作点故障字典信息、稳态故障字典信息、同态故障信息。

将上述ATIF文件解析数据存储在数据库中，作为后续测试流程文件自动生成的数据源。在数据库中存储的信息与ATIF文件中解析的信息完全一致，分别与ATIF文件中的UUT文件组、激励响应文件组、故障知识文件组对应。

测试路由文件描述的是测试仪器与测试点的连接信息。通过解析测试路由文件，获取解析信息的描述如下：

输入/输出引脚信息：如果判定引脚为激励加载引脚，则定义为输入引脚，如果判定引脚为响应加载引脚，则定义为输出引脚；

激励/响应映射：所述的激励映射表示根据输入引脚加载激励所用的测试仪器输入、输出通道；所述的响应映射表示根据输出引脚建立测试仪器输入、输出通道与被测电路连接器输出引脚连接；

将上述测试路由文件解析信息保存在数据库中，作为后续测试流程文件自动生成的数据源。

在测试流程生成过程中，首先需要自动生成激励；然后根据电路的分块信息(测试路由文件中预先对电路板按照其功能组成，将电路板划分为几个功能相对独立的模块)，分别生成每个电路模块的测试操作流程。

在本实施例中，所述的步骤2)中包含测试操作流程的文件生成过程具体包括：

步骤201)在测试激励操作流程生成过程中，按照电路的分块信息，如电路板按功能模块划分为5个模块，则生成的测试激励操作流程共生成7个部分；第一部分用于控制电源加载模块的运行；第2-6部分用于控制5个功能模块的运行；第7部分控制电源关闭模块的运行；以电源加载模块提取ATIF文件中的测试激励和测试节点信息、从测试路由文件中提取的电源通道与电路节点之间的连接关系信息，完成对电源通道及其参数的配置，实现电源激励的加载，并一直保持到电源关闭，从而实现自动生成测试激励操作流程。在结束测试后，通过电源关闭模块对电源的相应通道设置关闭操作，以结束测试操作。将上述配置信息存储成测试TP文件。

步骤202)根据电路的分块信息，分别生成每个电路模块的测试流程；每个电路模块的测试包括电路测试操作流程和故障诊断操作流程两部分。所述的电路测试操作流程用于判定各模块为正常或故障状态，并通过对故障状态的模块执行故障诊断操作流程，以采集获得用于判断故障类型的响应数据。以5个电路模块中的任意一个为例，所述的电路测试操作流程的生成步骤为：依据从ATIF文件中提取的测试激励信息、测试路由文件中提取的测试路由信息，配置测试仪器的参数和输入通道；其次依据从ATIF文件中提取的响应信息、测试路由文件中提取的测试路由信息，配置测试仪器的参数和输出通道；将上述生成的信息保存为TP；所述的故障诊断操作流程的生成步骤为：依据从ATIF文件中提取需要采集节点的激励信息、测试路由文件中提取的路由信息，配置测试仪器的参数和输入通道，依据ATIF文件中提取需要采集节点的信息，配置测试仪器的参数和输出通道，并配置对话框，提示测试节点和探笔类型，配置输出该节点的PCB闪烁参数；将上述生成的信息保存成TP文件。

所述的故障诊断操作流程设有PCB闪烁和对话框提示操作，闪烁的位置指向当前被测点或被测元器件，并通过对话框提示当前测试需要的探笔类型和被测点，在测试的时候提示需要执行当前测试的测试点的位置。

所述的步骤3)中包含测试操作流程的文件执行过程具体包括：

步骤301)加载步骤201)中生成的包含测试激励操作流程的文件，具体为：按照电源加载模块对应的测试激励流程执行电源加载操作；在执行时，通过软件调用电源的驱动函数，将电源的通道及其配置参数传递到电源中，控制电源输出；

步骤302)根据步骤202)中生成的包含电路测试操作流程的文件，对被测电路中一个未测试的模块加载测试激励，并完成测试仪器的参数、输入通道配置和控制，实现激励输出；

步骤303)根据步骤202)中生成的包含电路测试操作流程的文件，对步骤302)中的模块加载测试响应，并完成测试仪器的参数、输出通道配置和控制，实现响应采集；依次完成全部需要采集的响应，并根据从ATIF文件中的激励响应文件组解析出的响应数据判据，判断获得电路中当前测试的模块为正常状态或故障状态；

步骤304)如果步骤303)中测试的模块功能正常，则进行下一步功能测试，即对下一个未测试的模块重新执行步骤302)；如果步骤303)中测试的模块功能不正常，则根据步骤202)中生成的包含故障诊断操作流程的文件对该模块进行再次测试，对模块加载测试激励，配置测试仪器的参数和输入通道，实现激励输出，直到实现故障定位；

步骤305)根据步骤202)中生成的包含故障诊断操作流程的文件，对步骤304)中加载测试激励后的模块加载测试响应，根据提示完成探笔与被测节点的连接，点击对话框中的继续执行后，完成仪器的配置和控制，实现响应采集；将采集的信息全部存储；待需要全部采集的信息采集完成后，执行步骤306)；

步骤306)对步骤305)中采集的每个响应信息依据ATIF文件中的模糊集模式文件进行类型匹配，在匹配获得模糊集模式后，与模糊集文件中的模糊集匹配，判断所采集信息是否在所匹配的模糊集范围内，并依次完成全部响应信息的判断后，得出判断结果：如果全部响应信息均在同一或者某几个与其匹配的模糊集范围内时，则表明当前电路状态为该模糊集或某几个模糊集对应的故障。

所述的模糊集模式文件针对不同的波形，描述出该波形的模糊集类型；以正弦波信号为例，其模糊集模式包含：幅度上限、幅度下限、频率上限、频率下限、偏置上限和偏置下限。

所述的模糊集文件针对电路不同的状态，按照测试节点在该状态下的信号类型，依据模糊集模式文件，描述每种状态下的每个测试节点的模糊集，如某测试节点为正弦信号，则其模糊集在某状态下表示为：0.5 1,1000 1005，0.25 0.3。

实施例一

参照图3所示，在本实施例中，利用上述电路故障定位方法进行测试流程自动生成的过程包括如下步骤：

首先，测试激励生成；根据激励路由信息，完成操作软件自动生成控制和激励的自动生成；

其次，根据测试输出引脚，检索该引脚的信号属性和路由信息，实现电路测试操作流程生成，包括：操作软件自动生成控制、路由闭合生成、测试生成和路由断开生成；其中，测试生成指测试仪器的配置；

最后，根据被测试引脚，检索该引脚的信号属性，实现故障诊断操作流程生成，包括：测试引脚信息配置和PCB闪烁提示生成；其中，测试引脚信息配置包含：测试提示信息、测试仪器配置。

参照图4所示，在本实施例中，利用上述电路故障定位方法进行测试流程执行的过程包括如下步骤：

首先，通过测试激励操作流程进行测试激励施加；

然后，对划分的n个电路模块执行测试操作；通过对电路模块自动测试，检测该电路模块是否存在故障；若无故障，则自动测试下一电路模块，直到全部电路模块测试完毕；如果电路模块存在故障，则进入该电路模块的故障诊断操作流程，通过PCB节点闪烁和对话框信息提示，进行探笔测试，并通过对该电路模块所有测试节点的测试，实现故障隔离；如果全部测试点测试完毕，不能确定故障，则需重新生成并优化ATIF文件，继续执行上述步骤。

另外，基于上述电路故障定位方法，本发明还同时提供了一种电路故障定位装置，包括：文件解析模块、测试流程生成模块、测试流程执行模块和测试仪器；

所述的文件解析模块：用于导入模拟电路测试交互格式文件和测试路由文件，并解析获得电路测试与故障诊断所需的测试激励、测试节点、仪器映射、测试路由和测试判据信息；所述的模拟电路测试交互格式文件采用电路正常与故障状态下的仿真数据和电路网络构建而成，描述模拟电路测试过程中的状态信息，所述的路由文件描述测试仪器输入、输出通道与被测电路测试节点之间的连接信息；

所述的测试流程生成模块：用于根据文件解析模块解析获得的信息，完成对电源通道及其参数的配置，自动生成包含测试激励操作流程的文件，配置测试仪器的参数和输入、输出通道，生成包含测试操作流程的文件；

测试流程执行模块：用于执行测试流程生成模块中生成的包含测试激励操作流程的文件、包含测试操作流程的文件，控制测试仪器实现对电路的测试和故障定位。

最后所应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制。尽管参照实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，都不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。