数字电路实训中故障排除方法探究

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1、数字电路实训中故障排除方法探究【摘要】在数字电路的实践技能训练中不可避免地会出现各种故障，而缺乏实践经验的学生面对种种故障时，则会感到不知从何入手。针对这一现象，通过对数字电路实训中常见故障及其产生原因加以分析，研究了数字电路故障排除的一般程序，提出了静态测试、逐级跟踪检查等排除故障的方法。【关键词】数字电路；实践技能训练；故障排除在数字电路的实践技能训练中出现各种电路故障是不可避免的，而对于一个缺乏理论水平和实践经验的学生来说，排除故障往往感到困难，不知从何入手。因此，通过实践技能训练培养学生逐步学会分析、检查和排除故障的方法，成为学生顺利完成实践

2、训练任务的重要一环，也是实践技能训练能否成功的关键。研究和分析常见故障及其产生原因，掌握数字电路实训中故障排除方法是十分必要的。一、常见故障1.永久故障这类故障一旦产生就会永久保持下去，只有通过人为修复后，故障才会排除。绝大多数静态故障属于这一类。(1)固体电平故障固体电平故障是指某一点电平始终为一个固定电平的故障，如接地故障，这时故障点的逻辑电平固定在0上。又如电路某一点和电源短路，这时故障点的逻辑电平固定在1(电源电压)上。这类故障在没有排除前，故障点的逻辑电平不会恢复到正常值。(1)固定开路故障固定开路故障是一种在CMOS电路中经常出现的故障，

3、如CMOS门电路某个输入管栅极引线断开或外引线未和其它路连通而悬空，这时CMOS门电路的输出端处于高阻状态，这类故障称为开路故障。由于CMOS门电路输入和输出电阻非常大，因此，门电路输出和下级门电路间的分布电容对电荷的存储效应使输出电平在一定时间内会保持不变。(2)桥接故障桥接故障是由两根或多根信号相互短路造成的，裸线部分过长，或印制电路焊接不注意时容易引起这类故障。桥接故障主要有两种类型：一种为输入信号线之间桥接造成的输入端桥接故障，另一为输出端与输入端连在一起形成的反馈桥接故障。桥接故障会改变原有电路的逻辑功能。1.间歇故障这类故障具有偶发的特点

4、，出现故障的瞬间会造成电路功能错误，故障消失后，功能又恢复正常。它的表现形式为时有时无。对于引线松动、虚焊引起的间歇故障需修理加已排除；对于电磁干扰引起的间歇故障需加以屏蔽防范［1］。二、产生故障的主要原因1.安装布线不当当布线和集成电路芯片安置不合理时容易引起干扰。在安装中断线、桥接、漏线、插错电子元器件、闲置输入端处理不当、使能端信号加错或未加等都会造成故障。2.接触不良接触不良是实践训练中最容易出现的故障，如接插件松动、虚焊、接点氧化等。这类故障的表现为信号时有时无，带有一定的偶发性。减少这类故障的办法是选用质量好的接插件，从工艺上保证焊接质量

5、。3.设计时未考虑集成电路的参数和工作条件（1）集成电路负载能力差如一个普通与非门输出低电平时最多允许带10个同类门电路。而实际上所带门电路个数超过这个允许值时，会使输出低电平迅速升高而破坏电路的原有功能，使系统不能正常工作。输出髙电平时带外接负载也存在同样的问题。这些都是不允许的。这时应选用负载能力更强的集成电路。（2）集成电路工作速度低一个集成电路当输入一组信号时，经过电路内部延时在输出端得到稳定的输出后，才能输入第二组信号。如集成电路工作速度低，内部延时过长后，则在输入脉冲频率较高时,在输出端会产生输出不稳定的故障。要查出这种故障是比较困难的，

6、因此，在进行逻辑设计时，应选用比实际工作速度更高的集成电路。（3）半导体器件热稳定性差半导体器件的特性受温度的影响较大，主要表现为开机时设备工作正常，而经过一段时间后，随着机箱内温度的升高工作出现问题，关机冷却一段时间后再开机，又能正常工作。反之，当机内温度较低时出现故障，而温度升高后设备工作正常，这些都属于热稳定性差引起的故障。这种情况在分立元件为主的设备中表现更为突出。解决的办法是设计时应选用热稳定性好的电子元器件。三、数字电路实训中故障排除方法1.直观检查直观检查包括线路连接检查和集成器件的连接检查。在数字电路的技能训练中，线路接错引起的故障占

7、有很大的比例，有时还会损坏器件。为了避免和减少此类故障，应在技能训练前画出正确的安装接线图。如发现电路有损坏时，应对照安装接线图检查电路的接线有无漏线、断线和错线。特别要注意检查电源线和地线的接线是否正确。在集成器件的连接检查中首先检查集成器件插的方向和外引线与其它电路的连接是否正确，是否有不允许悬空的输入端未接入电路，如TTL电路的控制端、CMOS电路的输入端等，其次用手摸一下集成器件和其它元件有无异常发热现象。1.测量电阻、电容等分立器件首先关闭电源，用万用表''欧姆*10”档测量电源线与地线端之间的电阻值，以排除电源输出端与地线端之间出现短路或

8、开路现象。然后检查元器件，应将被检查元器件的一端断开后再使用万用表测试检查，以判断被测元器件是否失效。在检查