Поиск неисправностей в электронике

Схема 74922 представляет собой генератор синхроимпульсов, счетчик и дешифратор, которые сканируют клавиатуру, находя нажатые клавиши и преобразуя это событие в определенный двоичный код. Когда происходит нажатие клавиши, ИС переводит линию DAV в высокое состояние, показывая, что поступили данные.

Если на выходе 74922 неправильный выходной сигнал, это может быть следствием:

♦ отсутствия сигнала разрешения;

♦ неисправной схемы 74922;

♦ неисправных периферийных компонентов;

♦ неисправных схем. подключенных к выходу.

На рис. 8.6 представлены некоторые этапы поиска неисправностей, связанных со схемой 74922. Цель заключается в устранении возможных причин. Проверка генератора определяет, работает ли С1, и дает нам возможность понять, что часть схемы функционирует.

Рис. 8.6.Диаграмма поиска неисправностей для 74922

Для проверки генератора поместите щуп осциллографа на конденсатор С1. Если генератор работает, конденсатор будет циклически заряжаться и разряжаться. В противном случае микросхема или конденсатор неисправны. Можно проверить и конденсатор генератора и конденсатор защиты от дребезга контактов с помощью омметра, а затем шунтировав их исправным конденсатором. Если в конденсаторе обрыв, схема начнет работать, тогда его следует заменить. Этот прибор сканирует клавиатуру, подавая логический сигнал низкого уровня на каждый столбец но очереди. Если генератор работает, но на линии сканирования не поступают сигналы, ИС может быть неисправна.

Как показывает этот пример, самой важной предпосылкой локализации неисправностей является правильное понимание роли каждого компонента и смысла каждого сигнала.

Логические устройства с памятью

Большинство систем, которые мы считаем цифровыми: будильник, компьютер, схемы памяти ЭВМ изготовлены из логических устройств с памятью. Выход этих схем определяется входным током, а также предыдущим состоянием выходов. Для того чтобы понять работу этих систем, мы рассмотрим основные элементы построения схем с памятью.

Асинхронные RS-триггеры

Основным строительным блоком логических устройств с запоминанием является RS-триггер-защелка. Защелка может быть выполнена из двух элементов И-НЕ, выходы которых перекрестно соединены с входами друг друга, как показано на рис. 8.7.

Рис. 8.7.RS (set/reset) — триггер-защелка с активным низким уровнем входного сигнала

Отличительной особенностью схем с памятью и комбинационных схем является наличие обратной связи с выхода на вход. Это приводит к зависимости выхода от текущего состояния выхода.

Защелка RS имеет нормальное состояние входов: ВЫСОКИЙ, а два выхода всегда должны иметь противоположные состояния. Если на вход Set (Установить) подается низкий уровень, выход Q имеет уровень ВЫСОКИЙ. Если на выход Reset (Сброс) подастся низкий уровень, выход Q имеет уровень НИЗКИЙ. Когда оба входа — Set и Reset — имеют логический уровень ВЫСОКИЙ, выход защелки остается в том же состоянии, что был до этого.

Типичная область применения такой схемы — в системах подачи тревожного сигнала, как показано на рис. 8.8.

Рис. 8.8.Схема защелки для подачи сигнала тревоги при превышении уровня тепла

В этом случае два входа будут в нормальном состоянии иметь уровень ВЫСОКИЙ, что показывает состоянии «без изменений». Предположим, что тревожный выход изначально находится в состоянии НИЗКИЙ (нет сигнала тревоги). Когда чувствительный к температуре переключатель регистрирует тепло, превышающее его порог срабатывания, переключатель замыкается, подавая низкий уровень на вход защелки Set. Это переводит состояние выхода подачи тревожного сигнала на высокий уровень. Даже если температура снизится и переключатель разомкнется, сигнал тревоги будет продолжаться, поскольку последнее состояние было Set, а текущее состояние означает «нет изменений». Тревогу можно отключить только при нажатии оператором кнопки Reset.

Очень популярным вариантом использования схем с памятью является хранение двоичных чисел. Эти приборы часто называют регистрами, или запоминающими устройствами. Защелка D — один из типов элементов, являющихся основой построения регистров.

Как вы можете видеть на рис. 8.9, регистр выполнен на основе RS-защелки, чьи входы все время имеют противоположный уровень. Единственный случай, при котором может измениться статус выходного сигнала, это когда вход разрешения имеет высокий уровень. При этом выход всегда такой же, как и D-вход. Это часто называют прозрачным режимом. Когда на входе разрешения вновь установится низкий уровень, установившийся на Q уровень будет сохраняться даже при изменении входа D. Схема запомнила, или «защелкнула» заданную величину.

Рис. 8.9.D-защелка

Синхронные триггеры