Принципи роботи, будови цифрових логічних схем. Пошук несправностей в цифрових схемах

4. Метод половинного поділу та його застоування

4. Метод половинного поділу та його застоування

 

Для пошуку несправностей у цифрових схемах використовують наступний підхід. Проводяться  вимірювання в тестових точках, що розташовуються у стратегічно важливих точках схеми. Ідеальним місцем для початку вимірювань у подібній ситуації є точка в середині блок-схеми, як показано на рисунку 3.

Рисунок 3. – Метод половинного розподілу

Якщо форма сигналу досить близька до наведеного в технічній документації, то можна виключити всю першу частину схеми. Цей процес варто повторювати, крім на кожному етапі половину схеми, що залишилася. Результатом такої процедури повинна стати локалізація несправності в якімсь конкретному блоці або модулі системи з відповідним вхідним сигналом і поганим вихідним.

Можна замінити весь модуль, якщо система побудована за модульним принципом. Це найбільш економічний спосіб рішення проблеми.

Потрібно розуміти, що пошук несправності рідко являє собою прямолінійний процес.

 

Приклад 1. Методика діагностики дешифратора 74138

 

Рис. 4 Дешифратор  74138

 

Процедура оцінки працездатності дешифратора при пошуку несправностей буде різної залежно від системи, у якій він задіяний. Якщо система постійно використовує входи дешифратора, то можна досить просто визначити, чи працює дешифратор. За допомогою логічного пробника переконаєтеся, що  входи дозвли роботи перебувають в активному стані. Для схеми 74138 G1 повинен мати високий рівень, G2A і G2B - низький рівень.

Потім за допомогою пробника визначте логічні рівні на входах А, В, С. Після цього за допомогою логічного пробника перевірте рівень на відповідному виході схеми. Цей процес можна повторити для кожного стану входів приладу.

Якщо який-небудь тест дав негативний результат, ви повинні визначити, чи виникла проблема в дешифраторі або в схемах, з якими він з'єднаний.

Варіанти:

1.   Мікросхема перебуває в панельці. У цьому випадку витягніть її, замкніть вивід того виходу, де передбачається проблема, і знову вставте мікросхему на місце. Потім перевірте вихідний сигнал на загнутому виводі. Якщо сигнал усе ще неправильний, замінить ІМС.

2.   Мікросхема припаяна. Для ізолювання виходу від інших схем можна або відрізати вивід, або перерізати фольгу на платі.

Багато цифрових систем не дають статичного набору вхідних сигналів на дешифратор. Завдання дешифратора полягає в тому, щоб чекати потрібного стану вхідних сигналів, що швидко змінюються, і реагувати тільки після цього. У цьому випадку, для одночасного спостереження всіх сигналів найкраще використовувати логічний аналізатор. Якщо якого-небудь сигналу немає, можна виконати деякі інші тести. Коли на виході не з'являється низький логічний рівень, це може бути наслідком трьох факторів:

• на входах не виникає необхідного стану, щоб вихід мав низький рівень;
• мікросхема несправна;
• розташовані на виході схеми завжди втримують вихід на високому рівні.

Щоб упевнитися в надходженні всіх вхідних сигналів, можна помістити справну мікросхему на досліджувану й відігнути вивід, що перевіряється, установленої зверху мікросхеми.  Рисунок 5 показує алгоритм  пошуку несправностей для локалізації проблем дешифратора.

 

 

Рисунок 5. – Алгоритм пошуку несправностей дешифратора

 

Приклад 2. Методика діагностики шифратора 74922.

 

Шифратори використовуються для генерації двійкового числа по якій-небудь одиночній події, наприклад натисканню клавіші. Деякі шифратори являють собою прості комбіновані логічні схеми, інші є дуже складними цифровими схемами, які сканують матрицю входів і виробляють двійковий вихідний сигнал, що відображає номер натиснутої клавіші. Схема 74922 належить до останнього типу. Вона використовує матрицю клавіатури 4x4, як показано на рисунку 6.

Схема 74922 являє собою генератор синхроімпульсів, лічильник і дешифратор, які сканують клавіатуру, визначають натиснуті клавіші й перетворюють цю подію у  двійковий код. Коли відбувається натискання клавіші,  мікросхема переводить лінію DAV у високий стан, показуючи, що надійшли дані.

 

 Рисунок 6 –  Схема застосування шифратора 74922

 

Якщо на виході 74922 неправильний вихідний сигнал, це може бути наслідком:

• відсутності сигналу дозволу роботи;
• несправної схеми 74922;
• несправних периферійних компонентів;
• несправних схем, підключених до виходу.

На рисунку 7 представлені деякі етапи пошуку несправностей, зв'язаних зі схемою 74922. Метою є усунення можливих причин. Перевірка генератора визначає, чи працює С2 і дає можливість зрозуміти, що частина схеми функціонує.

Для перевірки генератора щуп осцилографа поміщають на конденсатор С2. Якщо генератор працює, конденсатор буде циклічно заряджатися й розряджатися. У противному випадку мікросхема або конденсатор несправні. Можна перевірити й конденсатор генератора й конденсатор захисту від тримтіння контактів С1 за допомогою омметра, а потім зашунтувати  його справним конденсатором. Якщо в конденсаторі обрив, схема почне працювати, тоді його варто замінити. Якщо генератор працює, а на лінії сканування не надходять сигнали, то  може бути несправна мікросхема.

Найважливішою передумовою локалізації несправностей є правильне розуміння ролі кожного компонента й змісту кожного сигналу.

 

 

Рисунок 7 – Алгоритм діагностики працездатності шифратора 74922