數(shù)字電路故障檢測(cè)與診斷的若干探究

摘 要 在我國(guó)當(dāng)前經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展的過程中，數(shù)字電路在機(jī)電產(chǎn)品中獲得了較為廣泛的應(yīng)用。數(shù)字電路的廣泛應(yīng)用在一定程度上提高了電器的使用與制造的質(zhì)量，進(jìn)而促進(jìn)產(chǎn)品性能的提升。在數(shù)字電路運(yùn)用的過程中，對(duì)數(shù)字電路定期進(jìn)行檢測(cè)與診斷，能夠有效提高數(shù)字電路應(yīng)用水平。本文就數(shù)字電路故障檢測(cè)與診斷進(jìn)行簡(jiǎn)單的分析，以期能夠?qū)?shù)字電路應(yīng)用有更進(jìn)一步的了解。

【關(guān)鍵詞】數(shù)字電路 故障檢測(cè) 診斷

當(dāng)前，隨著全球經(jīng)濟(jì)一體化的建設(shè)，經(jīng)濟(jì)技術(shù)迅速發(fā)展，促使數(shù)字技術(shù)主導(dǎo)高科技產(chǎn)品層出不窮，同時(shí)已經(jīng)滲透到我們的日常生活中。但是在電子電路工作的過程中，會(huì)存在內(nèi)部或者外部原因造成電路出現(xiàn)各種問題，導(dǎo)致電路不能正常的工作。因此電子工程設(shè)計(jì)人員一項(xiàng)重要的任務(wù)就是要對(duì)工作電路進(jìn)行檢修、檢測(cè)以及故障的診斷與排除。在實(shí)際生活中，數(shù)字電路故障檢測(cè)與診斷在電路設(shè)計(jì)與生產(chǎn)的過程中具有重要的意義。對(duì)數(shù)字電路進(jìn)行檢修與診斷，對(duì)及時(shí)發(fā)現(xiàn)、修復(fù)數(shù)字電路中出現(xiàn)的問題具有重要影響。同時(shí)還能夠重新配置數(shù)字電路系統(tǒng)，有助于數(shù)字電路生產(chǎn)工藝的優(yōu)化與改進(jìn)。分析數(shù)字電路故障檢測(cè)與診斷，能夠提高數(shù)字電路的質(zhì)量、效率與可靠性。

1 數(shù)字電路以及故障的特點(diǎn)

數(shù)字信號(hào)主要是在時(shí)間與數(shù)值方面具有離散的信號(hào)，而數(shù)字電路就是用來處理和改變這些離散信號(hào)。其工作的原理就是利用這兩種狀態(tài)的元器件表示離散信號(hào)。這樣看起來較為復(fù)雜，但是基本的電路單元較為簡(jiǎn)單。數(shù)字電路的元器件參數(shù)值方面具有較大的差異。因而不會(huì)出現(xiàn)由于電壓不高不低的電平。除去三態(tài)門之外，通常輸出的電平要么是低電平或者是高電平。因此，這兩種電平稱為了解數(shù)字電路的主要特征。由此可見，檢測(cè)事物存在一定的復(fù)雜性。并且其復(fù)雜性主要體現(xiàn)在待測(cè)電路存在大量的輸出與輸入變量，可能大于一百個(gè)變量。同時(shí)電路相應(yīng)又具有時(shí)序性，有的還存在組合型。所集成的電路元器件與門都被安裝在芯片里面，不能度邏輯電平、輸入輸出波形進(jìn)行檢測(cè)。類似模擬集成電路，僅僅可以在芯片的外部對(duì)其測(cè)試，而不能對(duì)數(shù)字IC內(nèi)部電路進(jìn)行測(cè)試。所以，必須及時(shí)尋找出一種能夠簡(jiǎn)單的完成對(duì)芯片內(nèi)部進(jìn)行檢測(cè)的方法。

2 數(shù)字電路故障產(chǎn)生的原因

在數(shù)字電路運(yùn)行的過程中，產(chǎn)生故障的原因有很多種。但是較為常見的故障筆者認(rèn)為有這么幾種。首先，就集成數(shù)字電路而言，負(fù)載能力范圍具有一定性。常規(guī)與非門的輸出低電壓可以帶同類們的最大限度為10個(gè)。但是實(shí)際生活中這個(gè)輸出電壓所帶門遠(yuǎn)大于理論值。這樣就容易導(dǎo)致電路輸出低電壓，造成電路破壞，使得電路不能穩(wěn)定運(yùn)行。為避免這種情況的發(fā)生就需要使用負(fù)載的集成電路。其次，集成電路運(yùn)行效率較低。在集成電路運(yùn)行的過程中唯有第一組信號(hào)通過集成電路，并在電路內(nèi)部延時(shí)作用下穩(wěn)定輸出端時(shí)，另外一組信號(hào)才能進(jìn)入。由此可見，造成電路運(yùn)行效率低下的主要原因就在于電路內(nèi)部延時(shí)。如果輸入脈沖很高時(shí)也會(huì)導(dǎo)致輸出端不穩(wěn)定。檢測(cè)這一問題的過程相對(duì)復(fù)雜。因此，在設(shè)計(jì)邏輯電路時(shí)要采用運(yùn)行效率高的集成電路。

3 數(shù)字電路故障檢測(cè)與診斷策略

在數(shù)字電路檢修的過程中，針對(duì)其中的故障需要采取有效的診斷策略，提高數(shù)字電路運(yùn)行的效率。這樣不僅保證電路運(yùn)行的質(zhì)量，還能夠減少檢修的次數(shù)。

3.1 隔離故障檢測(cè)與診斷

在檢測(cè)數(shù)字電路問題的過程中，第一步就應(yīng)當(dāng)根據(jù)故障的基本特點(diǎn)，最大限度的減少問題的區(qū)域，也就是將故障診斷與檢測(cè)進(jìn)行隔離。這一環(huán)節(jié)對(duì)數(shù)字電路檢測(cè)具有十分重要的意義。在檢測(cè)的過程中，其檢測(cè)關(guān)鍵之處就是邏輯診斷與檢測(cè)。通常而言，如果電路信號(hào)消失，那么可以使用檢測(cè)探頭完成電路信號(hào)連接的線路實(shí)施診斷與檢測(cè)工作，從而快速找到消失的電路信號(hào)，并且檢測(cè)探頭上都安裝了邏輯存儲(chǔ)裝置。這樣就能夠?qū)?shù)字電路上具體的信號(hào)進(jìn)行診斷與檢測(cè)。如果出現(xiàn)電路信號(hào)，就會(huì)被檢測(cè)器上的邏輯儲(chǔ)存裝置記錄下來，并通過顯示器顯示出來。從這一點(diǎn)就充分說明了數(shù)字電路上的脈沖信號(hào)能夠被檢測(cè)與診斷。通過縮小點(diǎn)路鼓掌范圍，來找到電路故障的具體位置。另外一種就是能夠有效的診斷和檢測(cè)數(shù)字故障的方法就是邏輯分析。在檢測(cè)的過程中利用邏輯分析儀對(duì)數(shù)字電路的設(shè)備進(jìn)行檢測(cè)，分析電路運(yùn)行中產(chǎn)生的數(shù)據(jù)以及其輸出情況。

3.2 定位檢測(cè)與診斷

在數(shù)字電路出現(xiàn)故障的過程中，其最為關(guān)鍵的步驟就是檢測(cè)故障，將故障進(jìn)行定位。一般情況下，在電路故障范圍縮小到一定范圍時(shí)，直至縮小到某一電路元件時(shí)，就能夠使用邏輯探頭、脈沖檢測(cè)儀等對(duì)數(shù)字電路的故障進(jìn)行分析，并就其產(chǎn)生的影響進(jìn)行分析。通過這種方法就能夠檢測(cè)出故障的具體位置。利用邏輯信號(hào)對(duì)數(shù)字電路的脈沖信號(hào)進(jìn)行檢測(cè)，分析電路輸出與輸入信號(hào)的情況。依據(jù)獲取的信號(hào)判定數(shù)字電路運(yùn)行的情況。研究表明，數(shù)字電路在日常的工作中，都會(huì)存在低電壓與高電壓。這兩者在運(yùn)行的過程中能夠互相轉(zhuǎn)換。使用邏輯探頭等儀器進(jìn)行檢測(cè)，如果有信號(hào)就能夠判斷出工作電路是正常。通常情況下，數(shù)字電路偶爾也會(huì)出現(xiàn)故障。因此，電路信號(hào)的時(shí)需不需要經(jīng)常檢測(cè)。

4 結(jié)語

總而言之，在數(shù)字電路獲得廣泛應(yīng)用的過程中，在一定程度上對(duì)提高電器使用與質(zhì)量具有重要的影響。同時(shí)也進(jìn)一步促進(jìn)了電器產(chǎn)品性能的提高。但是，在此環(huán)節(jié)中我們應(yīng)當(dāng)充分的認(rèn)識(shí)到，數(shù)字電路正常運(yùn)行離不開故障的檢測(cè)與診斷。重視數(shù)字電路檢測(cè)與診斷，能夠全面提高數(shù)字電路應(yīng)用水平與運(yùn)行質(zhì)量。

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作者簡(jiǎn)介

馬均（1990-），男，咸陽師范學(xué)院物理與電子工程學(xué)院電子信息工程專業(yè)本科在讀。

作者單位

咸陽師范學(xué)院物理與電子工程學(xué)院 陜西省咸陽市 712000