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基于电路撕裂的模拟电路噪声分析

文档作者：陈晓娟，唐龙泳2，吴洁文档来源：东北电力大学		点击数：	更新时间： 2025年09月05日
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第32卷第4期
2012年8月
东北电力大学学报
Journal Of Northeast Dianli University
Vo1．32．No．4
Aug．，2012
文章编号：1005—2992(2012)04—0001—03
基于电路撕裂的模拟电路噪声分析
陈晓娟 ，唐龙泳2，吴 洁。
(东北电力大学信息工程学院，吉林吉林132012)
摘 要：将电路撕裂算法与低频噪声理论相结合，提出了一种新的基于电路撕裂的模拟集成电路
噪声分析方法，通过对电路撕裂基本算法的验证计算，讨论子电路状态判断的方法与条件，提出逐级搜
索撕裂算法，对撕裂的子电路进行噪声功率谱分析，实现故障定位。Pspice仿真实例表明，所提方法计
算量小，诊断速度快，故障检测与定位准确率高。
关键词：模拟电路；电路撕裂；低频噪声
中图分类号：TN 7 文献标识码：A
噪声对电路的潜在故障非常敏感，当电路中元器件缓慢失效，而电路的外部表现仍为正常工作状
态，此时电路的参数电压、电流等参数不会产生变化，但电路内部噪声已发生明显变化。因此，运用噪声
分析的方法针对简单的子电路工作状态进行深入探讨与论证，使模拟电路故障诊断方法更加完善。
电路撕裂法是将大型电路撕裂成若干子电路，根据一定的测试条件或判据将故障定位在若干个较
小的子电路中。本文通过对电路撕裂基本算法的验证计算，讨论子电路状态判断的方法与条件，提出逐
级搜索撕裂算法，对撕裂的子电路进行噪声功率谱分析，实现故障定位。
1 电路撕裂法
电路撕裂法是把一个大型电路“撕裂”成为一系列较小的部分电路，每一部分可以单独加以分析和
求解而不必同时考虑其他部分的存在与否，然后把各个部分再相互联结得到原电路的整体解。
在大规模模拟电路中，为了快速而有效地诊断出故障子电路，可采用逐级撕裂搜索法。对电路撕裂
分解，不是一次将电路分解成可能分的最小子电路，而是采用如下图1所示的“电路分解树”逐级加以
分解。每一级子电路选择合适的测试点，利用自测试和互测试件判断每一级中的各个子电路有无故障。
设在第j级的某一个子电路被判为无故障，则该子电路所属下面的各级子电路均无故障；若在第j级的
某一个子电路被判为有故障，则该子电路所属下面的各级子电路有可能故障，需继续判断下一级子电路
的状态，依此类推。
2 实际模拟电路仿真
下面以某有源滤波器电路原理图Ⅳ为例，如图2
所示，先对其进行电路撕裂，撕裂后的电路图如图3。
电路撕裂过程如下： 图1电路撕裂过程
(1)撕裂时向被测电路Ⅳ施加激励Ui=15V，并在可及节点测量电压。
(2)第一级撕裂：以 所在支路为撕裂支路，剩余支路形成的子电路的图仍是连通的，但是可断的。
收稿日期：2011—11—14
基金项目：吉林省自然科学基金项目(20101519)
作者简介：陈晓娟(1970一)，女，吉林省九台市人，东北电力大学信息工程学院教授，博士，主要研究方向：模拟电路故障诊断以及电
力线通信．

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