2019年全国电子设计大赛D题《简易电路特性测试仪》(四)终章之故障检测

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前言

前面我们千辛万苦终于把基础部分做完了，也就是说做完了一半。
大家可以回去看：
2019年全国电子设计大赛D题《简易电路特性测试仪》(一)仿真阶段
2019年全国电子设计大赛D题《简易电路特性测试仪》(二)输入阻抗测量
2019年全国电子设计大赛D题《简易电路特性测试仪》(三)输出阻抗、增益、上限频率测量
齐活啦

终于到了我们的故障检测。一共有14种故障
通过题目我们可以看到有哪些故障。电阻 只有短路和断路，电容只有断路和加倍（2倍），每次只出现一个故障，大家不要弄错了。并且判断时间不超过两秒，所以软件的条件判断怎么写尤为重要。

一、故障的分类与汇总

经过前面的仿真和实际电路的调试我们汇总成一个表格，这是实测的表格，到时候软件肯定是按照这个表为依据

二、故障的检测

1、电阻故障的检测

电阻故障的检测是最简单的，通过直流和输入阻抗的可以直接读取出来。这也是软件最先检测的。比较哪个最容易和最明显的，只要你符合这个条件，直流和输入阻抗在这个区间，我们就认为，你是某某电阻故障。

2、电容故障的检测

首先C1断路很好判断，因为C1断路就没有交流输出，并且输入电阻无穷大，所以也是很容易的判断了出来。C1两倍我们单独后面单独讲。

C2断路和C2两倍可以通过交流输出和输入阻抗也很容易判断出来。

C3 的断路和短路，因为R3是电路的输出阻抗，和C3构成一个低通滤波，截止频率就是-3dB点的频率大概为155kHz，当C3断路时，就不构成低通滤波了。当C3两倍时截止频率更低了，所以我们用100kHz的正弦波来激励。C3断路时输出的交流信号较正常时较大，C3两倍时输出的交流信号较正常时较低。也是可以通过这个判断出来。

C1的加倍是影响低频时候的相位差，用FFT测量输出信号的相位是一直在变的，但是输出和输入的相位差是不变的。用复平面来分析正弦波运算。

根据这个电路模型得到传递函数，然后求模

所以我们用10kHz的正弦波来激励。正常时的相位和两倍的相位插了2°，真的太不容易了，30Hz根本看不出来，仿真也确实可以看出是很微弱的相移。

三、测试结果

进过上述的思路。然后编写相应的代码，我们也是在2S内就检测出最难检测的C1加倍，其他故障不难。大家看一下实测的情况。

总结

1、虽然这是训练题但是我们也是遇到了很多问题，但是也学到了很多东西。
这是我们遇到过的问题。
测输入阻抗遇到的问题
测输出阻抗遇到的问题
2、电路遇到问题时一定要学会分析，尤其是逐层分析，更要及时跟老师讨论和反映问题，看似不起的小问题可能会给后面留下隐患，毕竟学而不思则罔，是有害的。
3、做电路需要经历，搞代码需要精力。
4、做完一道题肯定会有收获，要学会总结和消化。

本题结。