基于“雨珠S”的放大电路智能故障检测系统

仪器设计

Bruin 　 项目发起人　 2023-09-01

本项目基于“雨珠S”平台具备的出色的交互性和便携性，为智能放大电路故障检测提供了理想解决方案。本项目能够实时检测电路参数并判断故障类型，自动选择电路，并便捷地寻找故障元件和更新显示故障电路图。因其直观的GUI交互界面非常适合用于课堂展示，方便学生们更好地理解和学习。作为教学仪器，本项目能够帮助学生更好地理解《电路分析》、《模拟电子技术》等中的基础概念。通过使用本系统，学生可以培养他们的分析思维、问题解决能力和实践技能，进而使他们能够在实际的工程项目中独立进行故障检测和维修工作。这种互动性强的教学工具将为学生们创造出一个更加有趣且实用的学习环境，进一步提升他们的学习效果和职业发展能力。

参与者

派大双  参与者

武汉纺织大学 学生

Yan  参与者

武汉纺织大学 学生

项目详情

项目创意灵感
传统的故障分析和实验仪器都存在一定局限性，为此我们借助“雨珠S”打造一款可以规避掉这些缺点的教学实验仪器。
1.传统的故障分析：物理方法：对芯片进行破坏性测试，无法对芯片进行修复，同时成本较高；电学方法：需要经验丰富的工程师进行分析，同时也存在误判的可能。
2.传统的实验仪器：缺乏灵活性：提供的元器件和功能较为有限，无法满足学习者对不同种类的电子元器件和电路功能的探索和实验需求；难以观察和分析：通常仅提供基本的测量工具和接口，使得学习者难以进行精确的观察和分析。
设计特色创新
教学仪器：基于“雨珠S”平台的便携性和直观的GUI交互界面，可实现实时更新显示故障电路图，具有良好的互动性，便于课堂展示，有助于加深学生对电路原理和基本概念的理解。
智能：基于“雨珠S”平台的强大的外设采用一种智能化设备进行故障分析，既不会对芯片造成不可逆的伤害，也不需要非常丰富的经验，便于学生操作学习。
自动：基于“雨珠S”平台的强大的外设采用一种自动化设备进行电路与元件选取，既节约了查找实验元件的时间，极大地提高了实验效率，也增强了数据的可靠性。
系统原理功能
系统组成：本系统以"雨珠S"为核心，搭载用户自定义载板，智能元件盒进行电路和元件的选择。
工作原理：基于“雨珠S”设计并制作一个电路特性测试仪。用来测量多种放大电路的电路特性，我们可以通过观测输出电压、输入电阻以及放大倍数，进而判断该放大电路由于元器件变化而引起故障或变化的原因。
功能说明：（1）自动检测和评估放大电路的输入电阻和增益；（2）绘制放大电路的输入输出波形和幅频特性曲线；（3）实时分析放大电路故障原因并显示故障电路图；（4）自动选择电路和故障元件；（5）用于研究放大器非线性失真的装置。
完成情况概述
完成情况：本系统通过自动检测和评估多种不同放大电路的输入电阻、输出电阻、增益及频幅特性曲线，能够实时分析放大器电路故障原因，自动选择电路及故障元件，并通过高效快速的智能算法进行判断，无需人工干预即可完成稳定准确的诊断过程；还集成了智能诊断和优化分析功能，可以通过对放大器电路故障原因进行深入的分析和诊断，精确定位故障点，并提供相应优化建议，以快速有效地解决其出现的问题。
性能参数表现：该系统采用的测量技术在性能上具有较高的分辨率、频率响应和时间响应，测量误差均在5%以内，响应时间不超过3 s，具有极高的精度和效率。
展望项目未来
系统不够产品化：针对目前系统只是实现功能而不保留美观性的问题，进一步对产品进行封装。将产品的布局布线进行整合，控制界面进行美观，器件进行外表封装，使用户可以直接对产品进行应用上手，后续也考虑使用FPGA。
优化数据预处理方法和特征提取算法：考虑采取数据增强、数据清洗等数据预处理方法；也可以探索基于深度学习的特征提取方法，如卷积神经网络、自编码器等。
下载代码
项目采用平台：
雨珠Model-S
数量1

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