[发明专利]一种基于神经网络的模拟PCB智能测试系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种模拟PCB测试系统，特别涉及一种基于神经网络的模拟PCB智能测试系统。

背景技术

随着大规模模拟集成电路的发展，模拟电路的复杂度和密集度不断增长，任何一个部件和器件的故障都会影响全局，因此对模拟电路运行的可靠性提出了更为严格的要求；同时在模拟电路发生故障后，要求能实时定位故障以便检修、调试、替换。从本质上讲模拟电路故障诊断实际上相当于一个分类问题，根据测量数据判断电路状态是属于哪个故障类。传统的分类及诊断方法，需要进行大量计算，特别是由于容差的影响，计算相当复杂，实用性较差。

神经网络具有的较强容错能力，为容差电路硬故障和软故障的诊断提供了一种有效的方法，并为电路故障诊断开辟一条新的途径。BP神经网络就是电路故障诊断方法的一种较为有效的方法。但BP网络采用沿梯度下降的搜索算法，因而对初始权向量敏感，且很容易收敛于局部极小点。

发明内容

为解决模拟PCB测试中所存在的上述技术问题，本发明提供一种基于神经网络的模拟PCB智能测试系统，本发明可实时快速测试模拟PCB电路。

本发明解决上述技术问题的技术方案：包括主控PC机，处理器、存储器、通信电路、函数信号发生器、多路采样开关矩阵、时序电路、译码电路、A/D转换器、采样保持器、差分放大器，所述函数信号发生器分别与多路采样开关矩阵、处理器相连，A/D转换器一端与处理器相连，另一端经采样保持器、差分放大器与多路采样开关矩阵相连，时序电路分别与处理器、A/D转换器、采样保持器、差分放大器相连，处理器还分别与通信电路、存储器、译码电路相连，译码电路的另一端与多路采样开关矩阵相连，主控PC机经通信电路与处理器相连，函数信号发生器在处理器的控制下输出激励信号经多路采样开关矩阵送到被测电路的激励节点，被测电路的响应信号经多路采样开关矩阵、差分放大器、采样保持器、A/D转换器送到处理器，再通过通信电路送到主控PC机，主控PC机对采样信号进行小波包变换消噪处理，并进行主元分析和归一化处理，得到故障特征向量；将故障特征向量，输入训练好的BP神经网络，BP神经网络的输出即为故障类型。

上述基于BP神经网络的模拟PCB智能测试系统中，还包括采样自诊断电路，所述采样自诊断电路分别与处理器、多路采样开关矩阵相连。

上述基于BP神经网络的模拟PCB智能测试系统中，所述函数信号发生器由处理器、驱动电路、电容网络、函数发生器、DAC阵列、放大器、缓冲器组成，处理器、驱动电路、电容网络、函数发生器依次串接，DAC阵列串接于处理器、函数发生器之间，函数发生器的输出经放大器送到缓冲器，缓冲器与处理器相连。

本发明的技术效果在于：本发明采用函数信号发生器产生测试所需各种激励信号，可满足适用不同测试电路的要求；采用高性能的16位DSP处理器能够快速地实现实时数据的采集和数据的传输，这种控制系统不仅硬件平台组建灵活、重用性好和更具有实时性，便于工程实现；本发明中采用基于小波变换、主元分析和归一化策略提取故障特征向量，提高了故障的分辨率；通过遗传算法来优化BP网络，使优化后的神经网络能够较好地克服BP网络所固有的缺陷，从而达到全局最优；而且结合遗传BP神经网络的故障诊断方法，能有效地使故障定位到元件级，提高故障诊断分辨率人。

下面结合附图对本发明作进一步的说明。

附图说明

图1为本发明的结构框图。

图2为本发明中基于遗传BP网络进行模拟电路故障诊断的流程框图。

图3为本发明中函数信号发生器的结构图。

具体实施方式

参见图1，本发明包括处理器、存储器、通信电路、函数信号发生器、多路采样开关矩阵、时序电路、译码电路、A/D转换器、采样保持器、差分放大器，所述译码电路、时序电路、A/D转换器、采样保持器、差分放大器、多路采样开关矩阵构成采样电路完成测试信号的采样，采样自诊断电路可对测试采样进行自诊断，通信电路用于处理器与上位机的通信，函数信号发生器在处理器的控制下输出激励信号经多路采样开关矩阵送到被测电路的激励节点。