Ден Томел - Поиск неисправностей в электронике

Логический анализатор, который показан на рис. 7.34, совмещен с персональным компьютером. Он может представлять информацию в виде временных диаграмм или таблицы состояний в двоичном, восьмеричном, шестнадцатеричном виде или в виде символов ASCII. 48 входных каналов подключены через адаптерную приставку, которая подключена к плате внутри компьютера (рис. 7.34).

Рис. 7.34. Логический анализатор на основе персонального компьютера

Другим очень полезным тестовым инструментом для проверки цифровых схем любых типов является специализированный зажим для микросхем, напоминающий бельевые прищепки и выпускаемый в разных модификациях, соответствующих размерам корпусов с двухрядным расположением выводов, чтобы обеспечить контакт с каждым выводом ИМС. Другой конец зажима имеет выводы, к которым удобно подключать пробник осциллографа и т. д.

Многие логические анализаторы снабжены специальными наконечниками для соединения с выводами зажимов, что обеспечивает надежное соединение и предотвращает замыкание между проводами. Различные варианты этих зажимов можно видеть на рис. 7.35.

Рис. 7.35. Зажимы для микросхем

После того как вы локализовали неисправность в конкретном модуле или плате, следует идентифицировать неисправный компонент. Здесь снова необходимы знания о правильной работе логической схемы. В некоторых случаях сервисные руководства могут содержать таблицы истинности для всей комбинированной логики схемы. Однако, в большинстве случаев, для того чтобы понять, как должна работать схема, специалист должен анализировать конфигурацию логических элементов.

Цель заключается в том, чтобы выработать набор входных условий, которые могли бы подтвердить, что данная схема работает исправно. Рис. 7.36 возвращает нас к использовавшемуся ранее контроллеру микроволновой печи и будет служить примером проверяемой схемы.

Эта простая логическая схема была предназначена для сохранения работающего состояния микроволновой печи при включенном таймере, закрытой двери и после нажатия кнопки Пуск. Предположим, что была локализована неисправность именно в этой части схемы, при этом у нас никогда не возникает логическая 1 в точке «Соок» («готовить»).

Рис. 7.36. Пример поиска неисправностей в схеме

При работе с микроволновой печью лучше всего начать с отключения магнетрона. Это важно, поскольку вы, может быть, будете искусственно подавать логические сигналы при тестировании. Эти сигналы могут игнорировать встроенные в печь средства безопасности. Вам может помешать или навредить здоровью включение высоковольтных схем, не говоря уже о микроволновом излучении.

Правильный способ отключения высокого напряжения описан в руководстве. Если инструкция отсутствует, то лишний раз удостоверьтесь в том, что во время тестирования схемы не произойдет самопроизвольной активации высокого напряжения. Не работайте с микроволновой печью, если вы не полностью понимаете опасность и не приняли достаточные меры предосторожности. При проникновении внутрь шасси таких высоковольтных устройств вы можете получить сильный ожог даже ни к чему не прикасаясь.

Поместите логический пробник на выход U1A, верхнего элемента И с тремя входами. При закрытой дверце и включенном таймере логический пробник должен показать высокий уровень при нажатии кнопки Пуски низкий, когда она отпущена. Если реакция именно такая, то U1 работает правильно. Если выход U1А всегда низкий, нужно использовать пробник для проверки правильности логических сигналов, поступающих на входы этой логической ячейки. Установите пробник на вывод 13 U1A и включайте и выключайте таймер. Логический уровень в указанной точке должен изменяться соответствующим образом.

Повторите процедуру с выводом 2 , открывая и закрывая дверцу печи. Затем проверьте вывод 1 U1A, нажимая и отпуская кнопку Пуск. Если все эти входы работают правильно, то неисправность может быть связана со схемой U1A. Другой вариант: поломка в U2A может вызывать такую реакцию U1A.

Для определения неисправного компонента можно подключить логический импульсный генератор ко входу U2A (вывод 1 ), а логический пробник к выводу 3 схемы U2A. Логическая 1 на входе U2 должна давать логическую 1 на выходе. Если выход остается низким, удалите U2 и заново проверьте U1A без U2. Если U1A работает нормально, замените U2, в противном случае замените обе схемы. Компоненты, которые припаяны, обычно заменяют, извлекая их из схемы, единственное исключение — это очень дорогие или труднодоступные детали. Такие компоненты выпаиваются и заменяются только в самом крайнем случае.

Если у вас нет логического импульсного генератора, можно использовать другие методы. Как было указано выше, логический импульсный генератор подает на вход противоположную полярность в течение очень короткого промежутка, порядка нескольких микросекунд. Если даже при этом импульс приводит к перегрузке выходных соединений данного элемента, то это не вызывает повреждений в схеме.

Другой способ выполнения той же операции заключается в использовании конденсатора в качестве импульсного генератора, как это показано на рис. 7.37.

Рис. 7.37. Импульсный генератор с использованием конденсатора

Для этого конденсатор сначала заряжается до логического уровня ВЫСОКИЙ (обычно +5 В), при этом один вывод конденсатора подключен к другому логическому уровню (обычно «земля»). Конденсатор отсоединяется от источника логического уровня ВЫСОКИЙ и подключается к входу, создавая импульс, при этом выполняется контроль выходного сигнала логическим пробником. Можно подать импульс логического уровня НИЗКИЙ, используя тот же метод, но сначала разрядить конденсатор, а затем включить его в схему.

У «специалиста» может возникнуть идея подать высокий или низкий сигнал в схему, быстро подключив V ccили «землю» к точке схемы с помощью перемычки. В большинстве случаев это плохая идея. Самый короткий промежуток времени, в который может продолжаться ручной способ подачи сигналов составляет от 10 до 100 мс. За это время выходные каскады прибора, подающего входные сигналы на исследуемый элемент, могут выгореть. Это можно делать только в том случае, если вы знаете, что предшествующий элемент может выдерживать подобную перегрузку на выходе в течение около 1 с. Чтобы понять это, вы должны знать внутреннюю структуру микросхемы.