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内容简介

　　本书较全面地介绍电路与电子系统的故障诊断方法，主要内容包括：数字电路、模拟电路、混合电路及微机系统的测试与故障诊断。本书还从实用的角度出发，讲解电路的维修技术，介绍当前热门的可测性设计技术。故障诊断的发展离不开测试技术的发展，本书最后还根据作者多年的科研和工程经验介绍网络化测试仪器的设计、面向信号的自动测试系统知识等。本书提供电子课件。

作者简介

　　马敏，2011。08-电子科技大学仪器科学与技术副教授。本科：嵌入式系统软件技术，32学时，教授时间2005年，2006年，2007年。信息论导论，32学时教授时间2005年，2006年，2010年。数据域测试及仪器48学时教授时间2006年，2007年，2008年，2009年。电路与电子系统故障诊断32学时教授时间2011年，2012年，2014年。研究生课程如下嵌入式系统及软件工程硕士40学时教授时间2008年嵌入式操作系统及应用工程硕士40学时教授时间2008年。自动测试系统集成技术工学硕士40学时教授时间2013年。承担了研究生测试系统课程实验设计项目。

目录

绪论 1
0．1 电路与电子系统的复杂性 1
0．2 电路与电子系统故障诊断的必要性 2
0．3 电路与电子系统测试的特点 2
0．3．1 模拟电路与系统测试的特点 2
0．3．2 数字电路与系统测试的特点 3
0．3．3 混合电路测试的特点 4
0．4 本书主要内容 4
本章参考文献 6
第1章 电子系统常用故障诊断方法 7
1．1 常见故障诊断方法 7
1．1．1 基于故障模型的诊断方法 7
1．1．2 基于机器学习的诊断方法 9
1．1．3 基于信号处理的方法 10
1．1．4 基于解析模型的方法 11
1．1．5 基于知识的故障诊断方法 12
1．1．6 故障诊断方法的发展趋势 14
1．2 基于故障树的故障诊断方法 15
1．2．1 故障树分析法中的基本概念和
符号 16
1．2．2 故障树的生成 17
1．2．3 IEEE 1232的系统结构 19
1．2．4 IEEE 1232模型文件 19
1．2．5 IEEE 1232的推理机服务 20
本章参考文献 21
第2章 数字电路测试与故障诊断 22
2．1 数字电路测试方法概述 22
2．1．1 数字电路测试的基本概念 22
2．1．2 数字电路测试的必要性和复杂性 22
2．1．3 数字电路测试的发展 24
2．2 数字电路故障模型与测试 25
2．2．1 故障及故障模型 25
2．2．2 故障测试 27
2．2．3 故障冗余 29
2．3 数字电路测试的基本任务 30
2．3．1 测试矢量的产生 30
2．3．2 测试响应的观测 31
2．4 可测性与完备性 32
2．4．1 可测性 32
2．4．2 完备性 32
2．5 复杂系统的分级测试 33
2．5．1 子系统一级的测试 33
2．5．2 微机系统的测试 34
2．6 穷举测试法 34
2．6．1 单输出无扇出电路 35
2．6．2 带汇聚扇出的单输出电路 38
2．6．3 各输出不依赖于全部输入的
多输出电路 40
2．7 故障表方法 40
2．7．1 固定式列表计划侦查 41
2．7．2 固定计划定位 42
2．7．3 适应性计划侦查和定位 44
习题 47
本章参考文献 48
第3章 组合电路与时序电路的故障诊断 50
3．1 通路敏化 50
3．1．1 敏化通路 50
3．1．2 通路敏化法 51
3．1．3 关于一维敏化的讨论 53
3．1．4 多维敏化 55
3．2 d算法 56
3．2．1 d算法的基础知识 56
3．2．2 d算法的基本步骤 58
3．2．3 d算法举例 58
3．2．4 扩展d算法 63
3．3 布尔差分法 68
3．3．1 布尔差分的基本概念 68
3．3．2 布尔差分的特性 69
3．3．3 求布尔差分的方法 70
3．3．4 单故障的测试 73
3．3．5 多重故障的测试 76
3．4 故障字典 78
3．5 时序逻辑电路的测试 78
3．6 迭接电路法 79
3．6．1 基本思想 79
3．6．2 同步时序电路的组合迭接 80
3．6．3 异步时序电路的组合迭接 82
3．7 状态变迁检查法 85
3．7．1 初始状态的设置 85
3．7．2 状态的识别 88
3．7．3 故障的测试 88
3．7．4 区分序列的存在性 89
习题 91
第4章 模拟电路与混合信号的故障诊断 92
4．1 模拟电路测试的复杂性 92
4．1．1 模拟电路故障诊断概述 92
4．1．2 模拟电路故障诊断技术的产生 92
4．1．3 模拟电路故障特点 93
4．1．4 故障诊断是网络理论的一个重要
分支 93
4．2 模拟电路的故障模型 94
4．3 模拟电路的故障诊断方法 95
4．3．1 传统的故障诊断方法 96
4．3．2 目前的故障诊断方法 96
4．3．3 发展中的新故障测试方法 97
4．4 故障字典法 99
4．4．1 直流域中字典的建立 99
4．4．2 频域中字典的建立 103
4．4．3 时域中字典的建立 107
4．4．4 故障的识别与分辨 110
4．5 混合信号测试概述 112
4．5．1 混合信号的发展 112
4．5．2 混合信号测试面临的挑战 112
4．5．3 混合信号的基本测试方法 113
4．5．4 混合信号测试的展望 114
4．6 数模/模数转换器简介 115
4．6．1 数模转换器 115
4．6．2 模数转换器 118
4．7 混合信号测试总线 124
4．7．1 IEEE 1149．4电路结构 124
4．7．2 IEEE 1149．4测试方法 126
4．7．3 IEEE 1149．4标准指令 126
本章参考文献 128
第5章 电路板维修技术 130
5．1 维修前的准备 130
5．1．1 维修设备和工具 130
5．1．2 安全技术 130
5．1．3 感官训练 131
5．2 检修技术和方法 131
5．2．1 电路检修原则 131
5．2．2 具体电路问题及故障处理顺序 132
5．2．3 故障维修方法 132
5．2．4 小结 145
第6章 微机系统的故障诊断 147
6．1 存储器的测试 147
6．1．1 RAM中的故障类型 148
6．1．2 测试的若干原则性考虑 149
6．1．3 存储器测试方法 150
6．1．4 各种测试方法的比较 155
6．2 ROM的测试方法 156
6．3 微处理器的测试 157
6．3．1 ?P的算法产生测试 158
6．3．2 ?P功能性测试的一般方法 161
6．3．3 ?P功能性测试的系统图方法 166
6．4 利用被测系统的应用程序进行测试 168
6．4．1 基本概念 168
6．4．2 应用程序的模型化 168
6．4．3 关系图 170
6．4．4 测试的组织 172
6．4．5 通路测试的算法 174
习题 177
本章参考文献 177
第7章 可测性设计 178
7．1 可测性设计的概念 178
7．1．1 可靠性的定义 178
7．1．2 可靠性的主要参数指标 179
7．1．3 可测性设计的提出 179
7．2 可测性设计的发展 180
7．2．1 可测性的起源与发展过程 180
7．2．2 国内情况 181
7．2．3 关键的技术 182
7．2．4 国际标准 183
7．2．5 可测性设计发展趋势 185
7．3 可测性的测度 186
7．3．1 基本定义 186
7．3．2 标准单元的可测性分析 188
7．3．3 可控性和可观测性的计算 190
7．4 可测性设计方法 191
7．5 内建自测试设计 194
7．5．1 多位线性反馈移位寄存器 195
7．5．2 伪随机数发生器 197
7．5．3 特征分析器 198
7．5．4 内建自测试电路设计 200
7．6 边界扫描技术 202
7．6．1 JTAG边缘扫描可测性设计
的结构 203
7．6．2 工作方式 205
7．6．3 边缘扫描单元的级联 206
7．6．4 JTAG的指令 207
7．6．5 JTAG应用举例 208
7．6．6 JTAG的特点 210
本章参考文献 210
第8章 网络化测试仪器 212
8．1 分布式自动测试系统 212
8．1．1 分布式系统概述 212
8．1．2 分布式系统结构及其特点 213
8．1．3 分布式系统的优势 214
8．1．4 分布式自动测试系统 215
8．2 网络化测试仪器 217
8．2．1 网络化测试仪器概述 217
8．2．2 网络化测试仪器设计规范 217
8．3 LXI总线测试仪器 233
8．3．1 LXI总线的发展 233
8．3．2 LXI测试仪器的基本特性 233
8．3．3 LXI测试仪器的分类 235
8．3．4 LXI测试仪器的结构与电气
特性 238
8．3．5 LXI测试仪器的网络设置
与通信 242
8．3．6 LXI测试仪器的触发与同步 247
8．3．7 LXI测试仪器IVI驱动接口设计
方法 250
本章参考文献 253
第9章 面向信号的自动测试系统 254
9．1 自动测试系统概述及发展 254
9．1．1 自动测试系统的框架结构 254
9．1．2 自动测试系统的提出与发展 255
9．1．3 面向信号自动测试系统 257
9．1．4 面向信号的自动测试系统的
技术框架 258
9．2 IEEE 1641协议 260
9．2．1 IEEE 1641的提出 260
9．2．2 信号的层次结构 261
9．2．3 IEEE 1641标准的不足 263
9．3 ATML标准 263
9．3．1 XML标记语言 263
9．3．2 ATML标准 264
9．3．3 协议与自动测试系统各部分
的关系 265
9．4 IVI技术 266
9．4．1 可互换虚拟仪器技术 266
9．4．2 IVI技术 267
9．4．3 IVIsignal 269
9．5 自动测试系统应用 270
9．5．1 自动测试系统的软件结构 270
9．5．2 测试过程 272
本章参考文献 272

前言/序言

　　在电路与电子系统飞速发展的大环境下，集成电路的集成度越来越高且集成电改产生规模越来越大，行业间界限的模糊化，使得电子设备正在加速向各行业渗透。电子设备的可靠性、安全性成为人们越来越注重的问题，因而对系统进行故障诊断，及早发现故障所在并预防是很有必要的。先进的电路与电子系统故障诊断技术对各种类型电路板的故障诊断提供了便利，维修人员可以根据电路板出现的不同特征，利用相关测试仪器，快速地定位到故障元件并进行准确的维修，确保电路与电子系统的正常运行。如今，掌握电路与电子系统故障诊断技术不仅可以节省人力物力，还可以延长电子设备的使用寿命，这门技术已成为产业从业人员，特别是技术维修人员必备的技能。
　　本书是电子科技大学的特色教材。全书共9章，从理论性和实用性的角度出发，较全面地介绍电路与电子系统故障诊断的基本理论和维修应用方面的技能，主要内容包括：第1章讲述电子系统常用的故障诊断方法，介绍对于电子系统常用的故障诊断方法及关于故障诊断的基础知识；第2章讲述数字电路测试与故障诊断，介绍数字电路的经典诊断方法，并指出其实施的困难；第3章讲述组合逻辑电路和时序电路中最常使用的故障诊断方法，同时简要介绍有时滞测试问题；第4章讲述模拟电路和混合信号的测试诊断方法；第5章讲述电路板的维修技术；第6章讲述微机系统的故障诊断方法，重点阐述存储器和微处理器的故障诊断；第7章讲述可测性设计，重点阐述可测性的定义、计算方法和提高可测性测度的设计原理；第8章讲述网络化测试仪器，即着重介绍LXI总线仪器；第9章讲述面向信号的自动测试系统等。
　　本书覆盖面广，理论与实际结合，能较好地满足广大读者的需求，可作为高等学校电路系统、检测计量及自动测试、计算机、信息技术等专业高年级本科生和研究生教材，也可供电路设计或测试人员学习参考。
　　本书向使用教师提供配套电子课件、习题参考答案等，请登录华信教育资源网注册下载。
　　本书的编写参考了大量近年来出版的相关技术资料，其中主要参考了作者的博士导师陈光礻禹教授编著的《数据测试及仪器》，在这里对陈教授表示衷心的感谢。书中模拟电路测试部分编写时得到了龙兵教授提供的资料，在此深表谢意。
　　由于电路与测试技术发展迅速，作者学识有限，书中误漏之处难免，望广大读者批评指正。
　　作者
　　于电子科技大学

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