專利名稱：一種隨機采樣的模擬電路壓縮傳感測量和信號重構方法
技術領域：
本發(fā)明涉及電子系統(tǒng)測試與故障診斷等領域，具體涉及一種用于模擬電路壓縮傳感測量和響應信號重構方法，可應用于軍事、通信、電子、航空航天領域所涉及的電子系統(tǒng)設計驗證、集成電路測試、制造和封裝、自動化測試生產線和測控設備研發(fā)中。
背景技術：
常規(guī)集成電路測試方法存在普適性差、測試效率低、測試向量集冗余度高等問題， 諸多因素導致復雜大規(guī)模集成電路測試成本居高不下，高效的模擬電路測試技術方法有利于提高電子產品性價比。但元件容差、輸出響應連續(xù)和非線性因素導致模擬電路故障情況復雜多樣，電路響應狀態(tài)往往需要用高維測試數(shù)據(jù)予以描述。由于模擬電路蘊含的特征信息量龐大，故障診斷方程建模異常困難，傳統(tǒng)的故障字典法難以有效提取故障特征； starzyk提出故障字典方法，但該方法僅適用于故障元件建模后的診斷，診斷大規(guī)模電路計算開銷大。若采用電路輸入輸出響應分析法，提取時域或頻域響應函數(shù)級數(shù)核作為故障特征，但在線測試診斷難以實現(xiàn)自動化和智能化。將神經(jīng)網(wǎng)絡、小波分析及遺傳算法等計算智能技術的最新研究成果用于求解故障診斷方程，避免因計算復雜度和耗時而影響故障診斷的應用性，人工神經(jīng)網(wǎng)絡直接從觀測數(shù)據(jù)(訓練樣本)學習，作為簡便有效的辨識方法和啟發(fā)式技術得到廣泛應用，但大量測試樣本數(shù)據(jù)導致它缺乏實用價值。綜上所述，電子系統(tǒng)測試和故障診斷關鍵在于有效提取響應信號的特征信息，由于壓縮感知理論突破傳統(tǒng)采樣定理極限，它以低速率采樣方式實現(xiàn)寬帶信號采樣、處理和傳輸。本發(fā)明在此背景下提出一種基于隨機采樣的模擬電路壓縮傳感測量和信號重構方法，有助于構造最佳特征集從而提高電子系統(tǒng)測試效率。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的在于，針對模擬電路輸出響應中故障信號本身或在某個變換域下具有稀疏性和可壓縮性特點，提供一種基于分布式測試網(wǎng)絡和壓縮傳感測量技術的模擬電路測試方法。利用節(jié)點傳感器隨機采樣故障響應信號完成模擬電路壓縮測量和信號重構。減少了寬頻帶模擬信號采樣、存儲和處理的硬件資源，降低了電子系統(tǒng)測試成本和故障診斷難度。本發(fā)明采用了如下的技術方案及實現(xiàn)步驟一種隨機采樣的模擬電路壓縮傳感測量和信號重構方法，其特征在于，包括以下步驟1.建立待測模擬電路的分布式測試網(wǎng)絡模型并獲取響應信號根據(jù)待測電路拓撲結構和測試需求，選擇待測電路輸出節(jié)點并設置傳感器獲取響應信號，構造模擬電路的分布式傳感器測試網(wǎng)絡。每個傳感器對同一個節(jié)點輸出信號感知測量M次，節(jié)點傳感器每次返回模擬電路故障響應的M個模擬信號，每路響應信號χ (t)經(jīng)過A/D隨機采樣轉換成長度為N的離散數(shù)字信號χ，N為離散數(shù)字信號長度即采樣點個數(shù)，M < N，x(t) e R，R 為實數(shù)，χ e Rixn02.響應信號χ (t)的稀疏化表示模擬信號x(t)為一維時域連續(xù)信號，它通過離散正交變換基Ψ向變換域向量；；進行投影。 其中，
權利要求
1.-種隨機采樣的模擬電路壓縮傳感測量和信號重構方法，其特征在于，包括以下步驟1)構造待測模擬電路的分布式測試網(wǎng)絡并獲取響應信號選擇待測模擬電路的測試節(jié)點并設置傳感器獲取響應信號，每個傳感器對同一個節(jié)點的輸出信號感知測量M次，節(jié)點傳感器每次返回模擬電路的M個響應信號，模擬信號χ (t) 經(jīng)過A/D隨機采樣轉換為數(shù)字信號X，N為離散數(shù)字信號x的長度即采樣點個數(shù)，M < N， x(t) e R，R 為實數(shù)，χ e Rixn52)響應信號x(t)的稀疏化表示模擬信號x(t)為一維時域連續(xù)信號，它通過離散正交變換基Ψ向變換域向量;;進行投影；
2.應用權利要求1所述的方法進行信號重構的方法，其特征在于 利用M次線性測量和觀測矩陣小在概率意義上重構離散數(shù)字信號X或基W下等價的 變換域向量>>，在滿足>> =扭=ダ丨約束條件下，通過線性凸優(yōu)化運算尋優(yōu)目標函數(shù)如公 式⑷所示min|H|(4) 其中
全文摘要
一種隨機采樣的模擬電路壓縮傳感測量和信號重構方法屬于電子系統(tǒng)測試和故障診斷領域。針對模擬電路輸出響應中故障信號自身或在其正交空間里具有稀疏性分布特點，本發(fā)明根據(jù)電路拓撲結構選擇測試節(jié)點，在分布式傳感器測試網(wǎng)絡下隨機采樣電路輸出響應，將響應信號利用離散正交基在其變換域上進行稀疏化表示，稀疏信號在觀測矩陣投影下完成壓縮感知測量，當這些隨機壓縮采樣點對信號重構的恢復率達到80％以上時，表明此時電路輸出響應的壓縮測量值有效，它們可構造特征集并用于模擬電路故障診斷。該方法解決了傳統(tǒng)模擬信號采樣占用大量硬件資源、信號重構計算量大等問題，利用隨機采樣的壓縮感知測量方法提高了電子系統(tǒng)測試效率。
文檔編號G01R31/316GK102435934SQ201110280538
公開日2012年5月2日 申請日期2011年9月20日 優(yōu)先權日2011年9月20日
發(fā)明者梅家平, 袁海英, 黎海濤 申請人:北京工業(yè)大學