1.4 电路故障诊断的研究状况与发展趋势

理论上来说，电子系统技术的出现，一定同时产生了故障诊断的需要，故障诊断技术理应与电子系统技术同步发展。但是从实际情况上看，复杂电路系统故障诊断技术的发展要比复杂电子系统技术的发展缓慢很多。

工业革命后期，电子设备的复杂程度较低，故障诊断技术发展更为缓慢，往往是在电路系统发生故障后才去诊断问题，维修设备。而且维修技术人员仅凭基本的理论知识和工作经验去解决故障。这样的故障诊断方法不仅对维修技术人员的经验要求非常高，而且故障诊断的效率非常低，尤其是在面对复杂的大型电子设备的时候。

美国相关单位在故障诊断的研究上投入了大量的人力物力，像美国国家航空航天局（NASA）、美国机械工程师协会（ASME）、诸多科研机构和高等院校等都发挥了重要的作用，他们研发的很多故障诊断系统陆续投入了使用。例如，美国在1967年研发的机载综合数据系统（AIDS），曾用于雷达机内测试。我国在故障诊断技术方向的研究是从1970年开始的，虽然晚于美国，但后来凭借着计算机技术作为辅助，故障诊断技术发展非常迅猛，在某些方面的研究已经处于世界领先地位。

从时间上来说，数字电路的出现晚于模拟电路，相应的数字电路的故障诊断也晚于模拟电路的故障诊断。但是数字电路凭借计算机技术高速发展的契机而快速发展，发展速度反而赶超模拟电路。数字电路和计算机技术的高速发展，同时也推动着数字电路故障诊断技术的快速发展。

目前，越来越多的结构与规模庞大、功能复杂多样的智能化系统在人们的生产生活中不断涌现。这类系统典型的有卫星导航系统、智能电网、核电站、复杂模拟数字混合电路等。在这些复杂的工程系统中，复杂模拟数字混合电路，特别是高度集成化、小型化的数模混合电子电路系统，即使发生一个微小的故障，也极有可能造成难以估计的经济损失与人员伤亡。

数模混合电子电路系统，一方面在众多领域里不断得到应用，并且发挥着重大的作用；另一方面却又不断带来了许多困扰。一是故障数目多，数模混合电子电路系统的故障数目占整个系统故障总数的比例逐渐提高，使其成为故障发生的高危地带；二是排障成本高，随着数模混合电子电路系统增大，发生设计缺陷与故障的可能性大为增加，使其对应的测试和故障诊断的成本节节攀升；三是时间开销巨大，表现在电子电路系统维护维修时间不断增加，让其实际可使用时间不断减少。

在数模混合电子电路中，其中模拟电路部分的故障分析和诊断非常重要，也非常困难，不容忽视。首先，要说明的是，永远有无法被数字电路完全替代的模拟电路存在，这就意味着对模拟电路的故障诊断的需求将始终会存在。其次，对于数模混合电路，发现存在两个80%现象：一是80%的故障发生在模拟电路部分；二是用于模拟电路部分排障的测试时间，又占据了总测试时间的80%。这些就表明在实际工作中要进行模拟电路故障诊断的可能性更大，并且由于其排除故障耗时不菲，值得重视。三是模拟电路因为元器件制造容差的影响、系统参数变化连续性的性质、部分元件的非线性特性的作用，产生了远比数字电路还更为复杂的故障模式，对其进行故障诊断的难度更大。四是虽然有许多分析技术可以为模拟电路故障诊断提供大量的特征量，不过特征筛选并不容易，有些特征计算起来也不容易，这也使得实际模拟电路的故障诊断更加困难。

以上这些模拟电路本身的电路性质及其故障诊断的特点，造成了模拟电路系统的诊断技术发展比较缓慢的现状。所以，对模拟电路的故障诊断问题，还需要进一步地挖掘探索，以不断丰富此领域中的理论和方法。