是這樣的,比如說有一款無線電路。能不能設計另一款單獨的電路,這個電路用於檢測這個無線電路的各個電子元件處於哪種工作狀態,是否故障等。而這個檢測電路的電子元件越少越好。這樣的話,可以把檢測的結果通過單片機傳給電腦。這種電路如果裝在飛機上,當電路故障時,可以在飛機的顯示屏上實時顯示出3D版的電路圖,並提示哪個具體的元件壞了,這個想法如何?檢測電路用於檢測無線電路的每個元件,連最小的二極體也檢測。並且檢測模擬信號,進一步計算,提高檢測的正確率。並且採用數學計算的方式統一計算


理論上是可行的,很多電子儀器設備都有基礎的自檢功能,比如測量某些重要部件的供電電壓,輸出的信號幅度等等。當前一些晶元就有此類功能。不過要檢查的問題越詳細,那麼額外負載的電路和器件也就越多。最後的最後,功能設備和自檢設備的重量相當,這不等同於冗餘備份了?。而在機庫做的一切檢修工作,檢修人員和設備在工作完成後都會撤離,不用每次陪著一起飛,這樣飛機才有空間去載旅客。另外就是空間問題,我們都知道飛機的內外殼之間隱藏了無數的電纜和接頭,難道結構設計師還很閑,可以把自檢設備再塞進去,切換連接到所有導線去測故障點?那個開關矩陣得多大?

所有元件都測量是不可行的,1. 測試的附加電路可能遠比被測電路複雜;2. 信號的測量很多都是侵入性的,影響信號的完整性。3. 測試電路本身可靠性也需要再考量.

如果不做完備的測試,用20%的工作覆蓋80%的故障,其實是可行的。特別是在目前的設備都數字化,可以專門設計一個監控單元,在車用設備上,這種做法已經很普遍。

另外,在電子設備的生產過程中有些測試跟題主問的類似,我說幾個給大家參考.

工廠在生產過程中,為了避免出現大面積的不良產品,一般會在元器件貼片到電路板上之後,進行AOI視覺測試、ICT在線測試。

SMT之後如果有直插的元件,需要進行插件。在單板元件OK之後會進行FUT測試,測試必要的功能單元。

設備在組裝好之後,一般會進行ATS,測試設備在不同工況下的響應與規格是否一致。

AOI視覺測試是通過光學的測試,通過圖像識別看貼片是否有質量問題。

ICT在線測試是測量線路的通斷,阻值,二極體,三極體是否正常。

FUT測試是上電之後確認關鍵點的電壓是否正確。手動觸發功能之後相應電平是否OK。

整機的ATS相當於一個黑盒的測試。

工廠之所以可以測這麼細緻,是因為這一套測試工具是共用的,大批量生產成本可控,保證產品質量可控。


理論可行,實際上不行

  1. 檢測電路比被檢測電路龐大得多!
  2. 檢測電路壞了,誰檢測它?
  3. 無線電路更難檢測-比如打算檢測LNA輸入,結果檢測電路吃了一半的信號,直接悲劇。
  4. 還二極體也檢測--拉倒吧!上拉電阻要不要檢測?

基本屬於裹亂。


現在,複雜的電路或系統都是模塊化的,什麼壞了換什麼就好了,完全不需要一個一個的檢測,而且,每個元件的重要性不同,有些壞了不會影響系統運行,比如飛機座艙照明燈有個不亮了,那也沒必要安裝自檢電路。而重要的部位,駕駛部分,平衡部分等,就要求不能出錯,這部分往往有備用的系統。可以自動切換。等出了問題,即便檢測出問題再換,基本來不及。
早就有了。。。但是不是你這樣一個一個元件檢測,沒啥亂用的,一般是分功能模塊檢測。再說現在電路板那麼多器件,你一個一個檢測是不是瘋了 。


早就有了啦。叫self testing function。比如在晶元內通過coupling檢測每一條channel是否正常

現在phased array都可以self calibration。甚至遠程自動self calibration。self testing更不叫事啦

對射頻這塊不太了解,外圍分立器件可能不好單獨檢測。

很多晶元都有JTAG介面,這個東西各種處理器,FPGA,收發器和射頻晶元上都見到過,可以級聯,通過邊界掃描定位故障位置。


結論:理論上完全可行

不過,潑個冷水,真的有必要顯示的這麼精細絕對嗎

電路自檢出來的參數方法主要還是要給人去看的,讓人去做最終的故障判斷。因為越精密的電路中每個單元所牽扯的到元器件就越多,如果讓電路自檢去實現這種判斷邏輯,可能正如 @騎兵 @pengruojing 所說,光邏輯電路中自檢的部分可能就是一個很龐大的體量,那就得在這之中做一個取捨了。

為什麼我會問有必要那麼精細,正如題主所描述的,飛機上真的有必要三維立體地去展現飛機上哪一塊鋼板、哪一根電路出了故障嗎?

事實上是不用的。如果飛機出了故障,機長是不需要知道的,維修飛機仍然是機務的工作,這註定無法將很精密的自檢電路融入進主體電路中去。這是一個效率的問題。

同類比的問題(我覺得可以進行類比),為什麼工程師在編程的時候不寫一個自檢程序放在開發軟體中呢?因為讓程序過多的被自檢會影響開發的進程效率甚至是軟體的使用效率。


這個問題可以見北航石君友老師的測試性設計與分析教程,裡面詳述了測試性設計如何進行實施與驗證。


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