线路故障自动检测系统（J 题）--2023 年全国大学生电子设计竞赛试题

一、任务

一个简化的信号传输线路等效网络如图1，其中元件可能存在多种形态的故障，导致线路无法正常传输信号。要求设计一套线路故障自动检测装置，能判定并显示线路中故障位置和类型，如图2所示。网络两个端口的接线端子分别表示为A+、A-和B+、B-。假定每个电感或电
容元件可能发生断路故障或短路故障，而二极管元件只可能发生断路故障。

二、要求

1．基本要求

图1中开关S为闭合状态。线路网络中只存在一个电感元件或电容元件故障。按下启动键后，系统自动检测并显示故障元件编号及故障类型（断路或短路）。

2．发挥部分

图1中开关S为断开状态。

• （1）线路网络中有一个二极管存在断路故障。同时，还存在一个电感或电容元件故障。按下启动键后，系统自动检测并显示故障元件编号及故障类型。
• （2）线路网络或无故障，或只存在一个电感或电容元件故障，或二极管中有一个存在断路故障的同时还存在一个电感或电容元件故障。按下启动键后，系统自动检测并显示系统状态（是否有故障），以及在有故障时故障元件编号及故障类型。
• （3）其他。

三、说明

• 1. 自制独立的被测线路网络，端口接线柱清晰易辨识，所有主要元件有明确标识。线路网络只允许通过两个端口对外连接。
• 2. 自制的线路网络中，采用如图3所示的方法模拟各元件的断路故障和短路故障。其中开关可以使用跳线帽来实现。
     
• 3. 允许针对基本要求、发挥部分（1）和（2），分别设置一个启动键；也可以直接针对发挥部分第（2）条，设置一个启动键。在各次测试之间，允许系统断电，也允许手动释放线路网络中电容元件的存量电荷。自动检测系统一旦上电后，仅允许按一次启动键，不允许额外操作。

四、评分标准

优秀作品开源参考（来源立创开源平台）

• 嘉立创：https://lceda.cn/
• 立创开源平台：https://oshwhub.com/
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