數(shù)字電路學(xué)術(shù)論文(2)
數(shù)字電路學(xué)術(shù)論文篇二
芻議數(shù)字電路在線故障檢測(cè)技術(shù)
摘要：數(shù)字電路廣泛應(yīng)用于社會(huì)各行各業(yè)，科技的發(fā)展進(jìn)步已經(jīng)離不開數(shù)字電路的應(yīng)用。隨著科技不斷發(fā)展，社會(huì)經(jīng)濟(jì)不斷進(jìn)步，數(shù)字電路在各行各業(yè)有了廣泛的應(yīng)用。但由于設(shè)計(jì)方式，制造工藝、工作環(huán)境等原因，數(shù)字電路在使用過程中常常發(fā)生不同原因的故障，影響電路的正常運(yùn)行。本文就數(shù)字電路特點(diǎn)出發(fā)，對(duì)在線故障檢測(cè)技術(shù)對(duì)數(shù)字電路故障檢測(cè)進(jìn)行探討分析。
關(guān)鍵詞：數(shù)字電路 在線故障 檢測(cè)技術(shù)
中圖分類號(hào)：TP274 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1007-9416(2015)12-0000-00
數(shù)字設(shè)備由于電路或自身元件，工作環(huán)境等原因，導(dǎo)致數(shù)字電路在運(yùn)行過程出現(xiàn)各種程度的故障，影響數(shù)字電路正常工作。傳統(tǒng)的數(shù)字電路檢測(cè)主要是利用儀表和人工測(cè)試來進(jìn)行檢測(cè)分析，耗時(shí)較長(zhǎng)，檢修難度較大，檢修效率偏低，不能維持?jǐn)?shù)字電路正?？焖龠\(yùn)行。因此需要找尋更快速的檢測(cè)方法，來快速完成數(shù)字電路故障檢修。
1 數(shù)字電路故障特點(diǎn)
數(shù)字信號(hào)指以多個(gè)離散的數(shù)值表示的離散信號(hào)，而數(shù)字電路就是對(duì)這些離散的數(shù)字信號(hào)進(jìn)行有效處理的電路。其功能主要分為時(shí)序型和組合型。在輸送界限中指存在簡(jiǎn)單的組合型電路，沒有反饋路線，數(shù)據(jù)的輸送主要取決于輸入進(jìn)的信號(hào)，與前期的電路輸送不存在必然聯(lián)系，因此沒有進(jìn)行任何數(shù)據(jù)記錄。而組合型與時(shí)序型的區(qū)別在于是否有集成數(shù)據(jù)來體現(xiàn)，時(shí)序型電路的主要構(gòu)成在于觸發(fā)器擁有的儲(chǔ)蓄功能，其狀態(tài)的表達(dá)及記憶主要是通過該電路完成的。在儲(chǔ)蓄電路末端一定要進(jìn)行信號(hào)的輸出與收取工作，這一現(xiàn)象中由于需要檢測(cè)的數(shù)據(jù)較多，最多可高達(dá)上千條。而且電路中的元件主要設(shè)置在軟芯片中，有較多的物理曲線，檢測(cè)過程會(huì)比較復(fù)雜，十分不利于對(duì)于數(shù)字電路的檢測(cè)。
2 數(shù)字電路故障原因
(1)設(shè)計(jì)未考慮集成參數(shù)變化。由于設(shè)計(jì)時(shí)沒有充分考慮元件的集成參數(shù)變化，導(dǎo)致電子元件使用時(shí)出現(xiàn)元件老化、參數(shù)性能不穩(wěn)定甚至降低的不良狀況。例如進(jìn)行簡(jiǎn)單的數(shù)字電路運(yùn)輸只能選取8個(gè)同型號(hào)電路，但其所帶實(shí)際電路早已超過指定數(shù)值，由于高數(shù)值引起的低電壓極速上升，會(huì)對(duì)電路內(nèi)部元件及系統(tǒng)進(jìn)行破壞，影響數(shù)字電路正常運(yùn)行，因此高負(fù)荷電路的應(yīng)用是十分重要的。(2)工作環(huán)境不佳。大部分的數(shù)字電路對(duì)于運(yùn)行環(huán)境有一定的要求，如溫度不能過高或過低、對(duì)于電路要合理控制、工作時(shí)間不宜過長(zhǎng)，保持環(huán)境干燥等，任何的環(huán)境變化都會(huì)影響數(shù)字電路正常運(yùn)行。另外如果環(huán)境中存在較強(qiáng)的電磁干擾，也會(huì)導(dǎo)致數(shù)字電路無法正常運(yùn)行。(3)超出使用期限。對(duì)數(shù)字電路的過度使用，會(huì)加速數(shù)字電路元件老化，降低數(shù)字電路各項(xiàng)使用性能，增加了數(shù)字電路發(fā)生故障的機(jī)率。(4)線路安排不合理。進(jìn)行電路安裝時(shí)，由于安排不合理，出現(xiàn)斷線、漏線、末端信號(hào)計(jì)算不準(zhǔn)確、電路元件安裝失誤、放置輸送處理不當(dāng)?shù)?，都?huì)嚴(yán)重影響數(shù)字電路正常運(yùn)行，引發(fā)線路故障。
3在線電路檢測(cè)技術(shù)
(1)持續(xù)觀測(cè)。持續(xù)不斷的觀察是對(duì)電路檢測(cè)的基礎(chǔ)方法，對(duì)電源連接，引腳狀態(tài)，內(nèi)部元件運(yùn)行，線路分布，輸入末端等進(jìn)行隨時(shí)觀測(cè)。并且在設(shè)備通電過后進(jìn)行隨時(shí)觀察，看內(nèi)部零件是否出現(xiàn)冒煙、發(fā)燙，電源短路的現(xiàn)象。這是在線電路的初步檢測(cè)方法。(2)分割檢測(cè)。將整體的數(shù)字電路進(jìn)行分割，獨(dú)立數(shù)字電路單元、功能及構(gòu)造，將電路各部分獨(dú)立檢測(cè)，并進(jìn)行電源連接，找尋局部障礙，再利用邏輯筆確定障礙部位。以計(jì)算數(shù)據(jù)電路檢測(cè)為例，可分為區(qū)域、計(jì)算設(shè)備、和數(shù)據(jù)顯示器三個(gè)部分。計(jì)算數(shù)據(jù)電路輸入計(jì)數(shù)脈沖，分析譯碼設(shè)備反饋的數(shù)據(jù)。如試用3線至8線的譯碼器74LS138與非門構(gòu)建羅輯函數(shù)，還可再與數(shù)據(jù)顯示器連接，檢測(cè)電路運(yùn)行是否正常。諸如此類的方法應(yīng)用，有助于快速找出故障部位。(3)電阻測(cè)試。電阻測(cè)試主要是針對(duì)通電后的電路檢測(cè)。如電路電源連接后，如果出現(xiàn)發(fā)燙、冒煙的現(xiàn)象。為了防止故障的進(jìn)一步擴(kuò)散，需要快速阻斷電源連接，再對(duì)其使用單組檢測(cè)設(shè)備，檢查內(nèi)部輸送端口是否正常，電源是否短路等。電阻測(cè)試的方法還可用于數(shù)字線路、電路地板等進(jìn)行檢測(cè)，主要針對(duì)的是接觸不良、電路短路的故障問題。(4)替換零件。數(shù)字電故障極少部分較為隱蔽，如電路中的集成零件性能下降時(shí)，采用邏輯電平對(duì)于故障點(diǎn)進(jìn)行找尋比較困難，這時(shí)候可以使用替換法，將故障零件用相同型號(hào)但質(zhì)量性能更好的零件進(jìn)行替換，然后檢測(cè)故障是否清除，是處理這類隱蔽故障的重要方法。需要注意的是，在進(jìn)行零件替換期間，一定要切斷電源。
4檢測(cè)注意事項(xiàng)
(1)檢測(cè)有一定的順序，不能盲目進(jìn)行。可首先使用萬用表對(duì)集成設(shè)備及電源進(jìn)行檢測(cè)。CMOS設(shè)備可以用于對(duì)連線、底版、集成線路等進(jìn)行檢測(cè);其次使用直觀觀察法，對(duì)客戶進(jìn)行詢問后初步確定大體故障部位，然后通過直接觀察，檢測(cè)設(shè)備元件完整情況。然后連接電源，查看是否存在冒煙、發(fā)燙等現(xiàn)象，若有應(yīng)立即拔掉電源，如果一切正常，則需要對(duì)電路信號(hào)進(jìn)行測(cè)量，找出故障原因;最后可對(duì)故障進(jìn)行合理排除，這種方式常常用于組合電路檢測(cè)。該方法主要是保持原有的輸入，用邏輯筆檢測(cè)輸入電平，比較數(shù)值，尋找故障點(diǎn)。如時(shí)序型電路檢測(cè)時(shí)，應(yīng)使用波形方式進(jìn)行觀察，檢測(cè)時(shí)鐘信號(hào)，有效尋找設(shè)備故障。若發(fā)現(xiàn)線路與底板故障，應(yīng)先切斷電源，再使用電阻測(cè)試法對(duì)線路連接點(diǎn)進(jìn)行檢測(cè)，看數(shù)據(jù)是否正常。若是數(shù)字電路設(shè)備故障，可檢測(cè)該設(shè)備邏輯系統(tǒng)。以較為復(fù)雜的MSI為例，可使用專業(yè)的檢測(cè)設(shè)備檢測(cè)數(shù)字電路，或者使用替換法用新的裝置替換故障部位。(2)由于數(shù)字電路設(shè)備多樣，型號(hào)較多，在對(duì)不常見型號(hào)進(jìn)行檢測(cè)時(shí)，需參照檢測(cè)手冊(cè)，了解數(shù)字電路型號(hào)，運(yùn)轉(zhuǎn)功率，引腳名稱等，按照檢測(cè)手冊(cè)進(jìn)行檢查。同時(shí)注意遵守手冊(cè)的注意事項(xiàng)，更有助于進(jìn)行故障的排查。
5結(jié)語
綜上所述，隨著數(shù)字電路的廣泛應(yīng)用，其故障發(fā)生頻率也日益增加，數(shù)字電路故障檢測(cè)也越來越重要。檢測(cè)人員只有不斷積累經(jīng)驗(yàn)，熟練掌握故障檢測(cè)技術(shù)，了解故障形成原因，才能在檢測(cè)時(shí)選出最合適的方法，以最快的速度進(jìn)行故障排除，保障數(shù)字電路正常運(yùn)行。
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