Ден Томел - Поиск неисправностей в электронике

Выпускается множество ИМС для построения счетчиков, регистров и регистров сдвига. Все эти схемы используют триггеры. При поиске неисправностей сначала определите, получает ли схема правильные синхроимпульсы. Убедитесь в том, что асинхронные выходы (установка, сброс, загрузка), которые не зависят от синхросигналов, не активируются постоянным несоответствующим или ложным сигналом. Для этой цели хорошо подходит импульсная функция логического пробника. Если хотя бы один разряд не работает, следует определить, исправна ли запускающая схема и нет ли на входе загрузки постоянного высокого или низкого уровня.

Для определения правильности работы схемы с памятью необходимо установить должную последовательность состояний. Если она не указана в сервисном руководстве, прилагаемом к прибору, специалисту нужно проанализировать триггерную схему, чтобы предсказать эту последовательность. Можно построить таблицу соответствия текущего и следующего состояния, в которой будут отображены все возможные комбинации состояний на всех выходах. В схемах с памятью выходы обычно логически комбинируются с другими логическими сигналами и подаются на входы триггеров. Оценивая комбинационную логику, можно определить текущие состояния входов каждого триггера. Если это известно, всегда можно предсказать следующее состояние (рис. 8.17).

Рис. 8.17. Чертеж и таблица для анализа схемы привода шагового двигателя

Специалист может использовать подобную таблицу для определения правильности сигналов на входе, сравнивая данные с результатами своих измерений. Если они отличаются, то неисправна комбинационная схема. Когда результаты измерений соответствуют таблице, то может быть неисправна триггерная схема.

Логический пробник поможет определить, что данный выход ИС вообще не изменяется. Но как узнать, происходит ли это из-за неисправности в данной ИС, или же из-за того, что не подаются надлежащие входные сигналы? Выход может зависеть от одновременного состояния четырех или более входов. Если состояния входов меняются быстро, для оценки их работоспособности обычно необходимо специальное тестовое оборудование. Логический анализатор является прекрасным средством отображения реальных временных соотношений в логической схеме. К сожалению, установка и подключение логического анализатора требуют много времени, и он не всегда доступен вследствие высокой стоимости. Многоканальные осциллографы также очень полезны, но обычно ограничиваются отслеживанием четырех сигналов и имеют недостаточное количество условий запуска.

Во многих учебниках и справочных пособиях по цифровой технике логические сигналы изображаются в виде идеальных прямоугольных импульсов с красивыми ровными уровнями и мгновенным фронтом. Высокие и низкие уровни реальных импульсов очень часто испытывают воздействие и других сигналов (рис. 8.18).

Рис. 8.18. Пример формы цифрового сигнала

Физически невозможно мгновенно изменить уровень сигнала с 0 до 5 В. Для этого требуется бесконечно большая мощность. Время, затрачиваемое для перехода от одного уровня к другому, зависит от прибора, который генерирует импульсы, и от реакции (в основном, емкостной) нагрузочной схемы. Количество «мусора», или паразитных колебаний, которое будет наблюдаться на уровнях сигнала, зависит от быстродействия схемы и близости прохождения других сигналов. До тех пор, пока импульсные помехи не превысят логические уровни, схема будет работать хорошо.

Имейте также в виду, что с помощью осциллографа для наблюдения форм непериодического сигнала, вы не сможете получить статичную картинку. Другой важный момент касается источника запуска осциллографа. Если для запуска используется младший бит, это может вызвать расплывчатое изображение или стабильное, но некорректное изображение формы сигнала.

Мы рассмотрим типичный прибор — высокоскоростное устройство тиражирования аудиозаписей на магнитной ленте, изготовленное фирмой Telex Communications Inc., похож на другие цифровые схемы и может послужить примером методики сервисного обслуживания цифровых систем.