如何对电路中的潜通电路进行详细分析

在发表这篇文章时呢，我最想知道现在都有哪些软件可以对设计的电路进行分析。希望各位指点并给出意见，互相学习，相互借鉴。我所知道的只有SCAT。

潜通电路（也称潜在电路）是指不是因为元件失效导致的，可以导致非预期的功能发生或抑制期望功能发生的电路路径。

复杂的电路系统中，在特定的条件下会发生潜通电路故障。早在上世纪60年代，美国宇航局在分析水星飞船发射失败的案例时就发现，由于潜通电路的存在，最终导致了红石火箭发射事故的出现，这一事故也引起了人们对潜通电路危害的高度重视。

1967年波音受NASA委托，经过8年的攻关，建立起了规范的潜通电路分析（SCA）的分析理论和方法，并开发出了网路树生成工具和专有线索表。

1975年波音公司完成了阿波罗的潜在分析任务。共发现潜通电路208个、设计缺陷13个，设计图错误1500个，从而保证了阿波罗发射的安全性和可靠性。在工程界产生了极大的反响，很快SCA方法在各个重要领域得到应用。

八十年代中后期，欧洲和美国SoHaR公司也开始了此方面的研究,考虑到波音SCA方法分析费用和分析周期以及建立完善的分析程序和线索表的难度，开始了SCA简化的分析方法的研究。

1995年美国SoHaR公司与Phase Three Logic公司合作，推出了具有Windows图形界面的分析工具CapFast/SCAT。

历经几十年的发展，潜通电路分析技术已经形成了以波音公司、欧洲空间局和美国SoHaR公司为代表的3种分析方法和手段。而由于技术垄断，只有美国SoHaR公司的SCAT软件，是第一个也是唯一的上市销售的SCA软件工具。

潜通电路案例：

外部异步输入不可控制的结果就有可能导致潜通电路，通常是电路设计者不可预见的。例如，最终用户可能意外地同时或不按顺序操作两个开关，这是电路设计者在设计阶段可能从未预见到的情况。或可能是电路中几个电源中的一个意外丢失，都可能导致潜在问题的发生。

下面的案例可以更清楚地描述这类问题。图1显示了一个用于控制起落架和货舱门的简单飞机电路。

图1 示例示意图

图2 示例示意图

在正常操作条件下，起落架根据S3的闭合与打开进行放下或收起。只有在S3和S2同时闭合时，货舱门才能正常打开（见图2）。在紧急情况下，可以通过S1闭合来打开货舱门，而不用考虑S2开关的状态（见图3）。

 

图3正常开启门

现在如果出现以下情况： 

假设飞机正在飞行中，出现了紧急情况，要求飞行员打开货舱门。飞行员出于操作习惯，先按下了S2开关，当发现不起作用时，才按下紧急开关S1，这时货舱门就被打开了。但同时电流通过S2开关，也使起落架电机M2通电，导致飞机在高空飞行中，起落架就被意外放下来了。这种意外激发我们不期望出现的电流路径就是潜通路径，通常这种潜通路径只在特定的条件下才会发生（见图4）。解决上图潜在通路问题的办法就是在“货舱门”开关后添加一个二极管，就可以解决问题了（如图5所示）。

图4 已识别的潜通路径

图5 潜通电路的解决方案

潜通电路的表现形式：

潜在通路：使电流、电能或信号沿一条意外的路径或一个意外的方向流动的通路。

潜在时序：引起电流、电能或信号沿意外或相互矛盾的顺序出现，而出现异常功能。

潜在指示：引起系统状态含糊或虚假的指示，误导操作者实施非期望的操作。

潜在标志：设计者不准确地标志操作面板的功能，会误导操作者向系统施加错误的激励，引发意外功能。

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