Multiple soft fault diagnosis of analog circuits using restart homotopy method

• Autorzy: Tadeusiewicz M. , Hałgas S.

Warianty tytułu

PL

Diagnostyka parametryczna układów analogowych przy użyciu restartowej metody homotopijnej

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

This paper offers a method for multiple soft fault diagnosis of nonlinear circuits containing bipolar and MOS transistors. The method enables us to locate faulty elements and evaluate their parameters, using a nonlinear algebraic type test equation which may possess several solutions. To find the solutions the homotopy concept is applied and a homotopy differential equation written. Next the terminal value problem is formulated and solved using the restart approach. As a result different sets of parameters which satisfy the diagnostic test can be found rather than one specific set. Two numerical examples show that the proposed approach is simple and improves the diagnosis of analog circuits.

PL

Praca dotyczy diagnostyki wielokrotnych uszkodzeń parametrycznych w układach nieliniowych zawierających tranzystory bipolarne i tranzystory MOS. Zaproponowano metodę umożliwiającą lokalizowanie uszkodzonych elementów i określanie ich wartości na podstawie analizy testowego, nieliniowego równania algebraicznego, które może posiadać wielokrotne rozwiązania. W celu wyznaczenia tych rozwiązań zastosowano koncepcję homotopii i utworzono homotopijne równanie różniczkowe. Sformułowano zagadnienie końcowe i rozwiązano je numerycznie używając procedurę restartu. Takie podejście umożliwia znalezienie różnych zbiorów wartości elementów potencjalnie uszkodzonych, które spełniają test diagnostyczny. Zamieszczone w pracy dwa przykłady obliczeniowe pokazują, że zaproponowana metoda jest prosta, nie wymaga dużych mocy obliczeniowych oraz usprawnia diagnostykę analogowych układów nieliniowych.

Słowa kluczowe

EN

analog circuits; fault diagnosis; multiple soft fault; restart homotopy

PL

diagnostyka układów analogowych; metoda homotopii; układy nieliniowe; uszkodzenia wielokrotne

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Elektronika : konstrukcje, technologie, zastosowania
• Rocznik: 2013
• Tom: Vol. 54, nr 12
• Strony: 87--91
• Opis fizyczny: Bibliogr. 21 poz., wykr.

Twórcy

autor

Tadeusiewicz M.

• Łódź University of Technology, Department of Electrical, Electronic, Computer and Control Engineering

autor

Hałgas S.

• Łódź University of Technology, Department of Electrical, Electronic, Computer and Control Engineering

Bibliografia

• [1] Aminian M., Aminian F., “A modular fault-diagnostic system for analog electronic circuits using neural networks with wavelet transform as a preprocessor”, IEEE Trans. Instrum. Measur., vol. 56, 2007, 1546–1554.
• [2] Catelani M., Fort A., “Soft fault detection and isolation in analog circuits:some results and a comparison between a fuzzy approach and radial basis function networks”, IEEE Trans. Instrum. Measur, vol. 51, 2002, 196–202.
• [3] Fedi G., Giomi R., Luchetta A., Manetti S., Piccirilli M.C., “On the application of symbolic techniques to the multiple fault location in low testability analog circuits”, IEEE Trans. Cir. Syst. II ., vol. 45, 1998, 1383–1388.
• [4] Gizopoulos D. (Ed.), Advances in electronic testing, Challanges and methodologies, Springer, 2006.
• [5] Kabisatpathy P., Barua A., Sinha S., Fault diagnosis of analog integrated circuits, Springer: Dordrecht, 2005.
• [6] Kim B., Swaminathan M., A. Chatterjee, D. Schimmel, “A novel test technique for MCM substrates”, IEEE Trans. Comp. Packag. Manufact. Technol., vol. 20, 1997, 2–12.
• [7] Liu D., Starzyk J.A., “A generalized fault diagnosis method in dynamic analogue circuits”, Int. J. Cir. Theor. Appl., vol. 30,2002, 487–510.
• [8] Papakostas D.K., Hatzopoulos A.A., “A unified procedure for fault detection of analog and mixed-mode circuits using magnitude and phase components of the power supply current spectrum”, IEEE Trans. Instrum. Measur., vol. 57, 2008, 2589–2995.
• [9] Tadeusiewicz, Korzybski M., “A method for fault diagnosis in linear electronic circuits”, Int. J. Cir. Theor. Appl., vol. 28, 2000, 245–262.
• [10] Tadeusiewicz M., Hałgas S., M. Korzybski M., “An algorithm for softfault diagnosis of linear and nonlinear circuits”, IEEE Trans. Cir. Syst. I., vol. 49, 2002, 1648–1653.
• [11] Tadeusiewicz M., Hałgas S., “An algorithm for multiple fault diagnosis in analogue circuits”, Int. J. Cir. Theor. Appl.,vol. 34, 2006, 607–615.
• [12] Tadeusiewicz M., Hałgas S., “Multiple soft fault diagnosis of nonlinear circuits using the continuation method”, Journal of Electronic Testing: Theory and Applications, 28, 2012, 487–493.
• [13] Tadeusiewicz M., Hałgas S., “Global and local parametric diagnosis of analog short-channel CMOS circuits using homotopy-simplicial algorithm”, International Journal of Circuit Theory and Applications, Published online in Wiley Online Library (wileyonlinelibrary.com), DOI : 10.1002/cta.1904, 2013.
• [14] Zielonko R., Królikowski A., Metody pomiarowo-diagnostyczne analogowych układów elektronicznych, WNT Warszawa 1988.
• [15] Rutkowski J., Słownikowe metody diagnostyczne analogowych układów elektronicznych, WKŁ, Warszawa, 2003.
• [16] Materka A., „Classifier-approximator modular neural network for acurate estimation of dynamic system parameters”, Appl. Math. Comp. Sci., vol. 6, 1996, 447–461.
• [17] Gummel H.K., Poon H.C., “An integral charge control model of bipolar transistors”, The Bell System Technical Journal, 1970, 827–852.
• [18] Shichman H., Hodges D.A., “Modeling and simulation of insulatedgate field-effect transistor switching circuits”, IEEE Journal of Solid-State Circuits, 1968, 285–289.
• [19] Zangwill W.I., Garcia C.B., Pathways to solutions, fixed points, and equilibria, Prentice-Hall, Inc., 1981.
• [20] Tadeusiewicz M., Hałgas S., „Multiple soft fault diagnosis of analog circuits using restart homotopy method“, Proc. ISTET 2013, Extended abstract, 2013, II-15-II 16.
• [21] IsSPICE 4 User’s Guide, vol.1,2, rev. 04/08 Build 3247, Intusoft 2008.

Uwagi

EN

This work was supported by the National Science Centre under Grant UMO-2011/01/B/ST7/06043.