Токхейм Р. - Основы цифровой электроники (1988)(ru) (775262), страница 13
Текст из файла (страница 13)
что данная цифровая ИС принадлежит к семейству КМОП-схем, а не ТТЛ-схем. Технический паспорт, составляемый изготовителями, содержит много важной информации о цифровых ИС. В нем имеются схемы расположения выводов и данные о типе корпуса; расшифровывается обозначение ИС и даются другие ценные сведения для технических специалистов, учащихся или инженеров-конструкторов. Выполняя следующие задания, проверьте, хорошо ли вы ус- воили изложенный материал. 37. Выпишите два распространенных семейства цифровых ИС.
38. На рис. 3.28 изображена ИС с широко распространенной формой корпуса, называемого 39. Для питания ТТЛ-ИС используется источник постоянного напряжения. В. Вывод )й присоединяется к (отрицательному, положительному) полюсу источника, а общий вывод-к .. (отрицательному, положительному) полюсу источника.
40. Как понимается изготовителем обозначение 7408 на корпусе ИС (см. рис. 3.30,6)? 4Ь Что вы можете сказать о цифровой ИС, которая имеет на корпусе обозначение РМ74Ь808Х? и цифры 7408 в случае схемы, рассмотренной ранее, на четыре логических элемента И с двумя входами каждый. Буквы ЬЯ в середине обозначения говорят о том, что в данной ИС применены ТТЛ-элементы. В нашем случае обозна- й чение ЬЯ относится к приборам с бпрьерами Шоттки с мплой потребляемой лющноетью. В буквах во внутренней части обозначения на корпусе ИС серии 7400 содержатся и некоторые сведения о »оеическом семействе или >годсемействе ИС: дВОичные логические элементы 3.12.
Поиск неисправностей в простых логических схемах Основным измерительным прибором для проверки цифровых электронных схем является логический пробник. Простой логический пробник изображен на рис. 3.33. Ползунковый переключатель используется для задания режимов работы пробника в зависимости от принадлежности проверяемых ИС к ТТЛ- или КМОП-семействам (на рис. 3.33 он настроен на проверку цифровых ТТЛ-схем). т'ис. 3.33. Лосический иробнии. Как обычно, два проводника служат для подачи питания на логический пробник. Красный проводник соединен с положительным (+ ) полюсом источника, а черный--с отрицательным ( — ) или ЗЕМЛЕЙ. После подачи питания на пробник заостренным щупом касаются проверяемой точки или вывода в схеме. В логическом пробннке при этом будет светиться какой-либо из индикаторов в результате поступления сиГналов ВЫСОКОГО или НИЗКОГО логических уровней. Если ни один нз индикаторов не светится, то это обычно означает, что уровень проверяемого напряжения находится в промежутке межлу ВЫСОКИМ и НИЗКИМ.
На практике при сборке электронной аппаратуры боль- шинство цифровых ИС монтируется на печатных платах рос Е ходы Р . 3.3й. и — цнфрава» ИС, смонтирхь ваяная на печатной няатс; б- принципиальная схема цифровой воти косой цени. ГЛАВА 3 Посжловвтельиость действий ири иоисие вовспрвв вестей (рис. 3.34,и). В распоряжении студента или специалиста может быть также принципиальная схема, подобная показанной на рис. 3.34,б. На принципиальных схемах часто не показываются соединения выводов ИС, обозначенных как + 5 В (|'„) и ОБЩИЙ, с источником питания.
Однако при этом всегда подразумевается, что такие соединения должны существовать. На принципиальной схеме выводы ИС обычно бывают пронумерованы. Типы ИС могут и не обозначаться на схеме, однако они, как правило, приводятся в спецификации деталей, необходимых для данного цифрового устройства. Первый этап проверки собранного устройства основывается на вацрих собственных ощущениях. Поеирогийлее пальцами верхние части корпусов ИС, чтобы выяснить, не нагрелись ли они.
При нормальной работе некоторые ИС могут быть холодными, другие — слегка нагретыми. 36едпепесь в том, что в схеме нет разрывов, перемычек из припоя, нарушения соединений на печатной плате, механических разрушений на сгибах выводов ИС. Проверьте, нет ли характерного запаха, свидетельствующего о перегреве элементов схемы. Посмотрите, нет ли признаков обугливания или изменения цвета окраски в элементах схемы из-за перегреНа следующем этапе проверки можно выяснить, подастся ли питание на каждую ИС. Подсоединив питание к логическому пробнику, проверьте щупом точки, обозначенные на рис.
3.34,а как А и В (вывод |;",), С и |3 (вывод ОБЩИЙ). При проверке точек А и В на пробнике должен ярко светиться индикатор сигнала ВЪ|СО К О ГО логического уровня, а при проверке точек С и 0 появится яркое свечение индикатора сигнала НИЖНЕГО уровня. Затем можно проверить прохождение логических сигналов через элементы схемы.
В нашем примере (см. рис. 3.34) схема представляет собой логический элемент И с тремя входами. Отличительное свойство такого элемента состоит в том, что на его выходе появляется сигнал ВЫСОКОГО логического уровня тогда, когда на все его входы (А„В и С) подаются также сигналы ВЫСОКОГО уровня. Проверьте логическим пробником напряжения на выводах 1, 2 и 5 (входы А, В и С) и обеспечьте подачу сигналов ВЫСОКОГО уровня на все входы. Когда это будет сделано, на выходе (вывод 6) тоже должен появиться сигнал ВЫСОКОГО уровня, и СИД будет излучать. Если уникальное свойство данного логического элемента реализуется, то попробуйте создать другие комбинации входов и проверьте соответствующие выходные сигналы.
Вернемся теперь к рис. 3.34,и. Пусть в точке А логический пробник показывает, что напряжение имеет ВЫСОКИЙ логический уровень, а в точке В-НИЗКИЙ логический уровень (вывод 14). Это, вероятно, означает, что проводящая дорожка на печатной плате имеет разрыв или что в точках А и В повреждены паяные соединения. Если ДВОИЧНЫЕ ЛОГИЧЕСКИЕ ЭЛЕМЕНТЫ выводы корпуса Гз1Р вставляются при монтаже в специальные гнезда, то в тонких местах выводных ножек ИС может появиться двойной изгиб. Этот часто встречающийся дефект монтажа создает зазор между выводом ИС и лепестками соответствующего гнезда и, следовательно, приводит к нарушению контакта с проводящей дорожкой печатной платы.
Снова обратимся к рис. 3.34,и. Предположим, что на выводах 1, 2 и 3 имеет место сигнал НИЗКОГО логического уровня, в то время как на выводе 4 сигнал отсутствует (ни один СИД на логическом пробнике не светится). Отсутствие показаний обоих индикаторов для большинства типов логических пробников означает, что уровень напряжения в контролируемой точке находится в промежутке между НИЗКИМ и ВЫСОКИМ (для ТТЛ-ИС это соответствует величине напряжения между 1 и 2 В). Вход, соответствующий выводу 4, является «плавающим», т.е.
отсоеднненным, и для ИС 7408, принадлежащей к семейству ТТЛ-схем, должен соответствовать ВЫСОКОМУ логическому уровню. Предполагается, что с выхода первого логического элемента И (вывод 3) на вход второго логического элемента И (вывод 4) подается сигнал НИЗКОГО уровня. Если это не так, то надо искать повреждения в проводящей дорожке печатной платы, паяных соединениях или в изогнутых ножках ИС.
Могут быть также разрывы или короткие замыкания внутри самих цифровых ИС. Таким образом, поиск неисправностей нужно начинать, основываясь на собственных ощущениях. Затем необходимо проверить с помощью логического пробника подачу питания на каждую ИС, определить правильность выполнения логических функций в схеме и проконтролировать появление сигналов на выходах, характерных только для данных типов логических элементов. Наконец, нужно произвести проверку других комбинаций входов н выходов логических элементов.
Разрывы или короткие замыкания могут иметь место как во внешней схеме, так и внутри самих,ИС. Замену цифровых ИС следует проводить по возможности в пределах одного и того же типа. Выполняя следующие задиния, провервте, хорошо ли вв~ ус- воили излозюеннеш митериил. 42. Для проверки каких семейств логических схем можно использовать логический пробник, изображенный на рис.
3.33? 43. С чего нужно начинать поиск неисправностей в логических схемах, собранных на ТТЛ-ИС? 44. Что делается на втором этапе поиска неисправностей? 74 ГЛАВА 3 Двоичные логические элементы явлгнотся основными составными частями всех цифровых элек- тронных схем. На рис. 3.35 приведена сводная таблица семи базовых логических элементов. Эту таблицу нужно запомнить. Логические элементы И НЕ при- меняются очень широко, и их можно использовазь для реализа- ции друтих логических функций. Часто бывают необходимы логи- ческие элементы с числом входов от 2 до 10. Для увеличения числа ВхОдОВ мОжнО применять спе- циальные схемы соединений не- скольких логических элементов. 5. Используя инверторы, можно взаимно преобразовывать друг в друга логические элементы И, ИЛИ, И -НЕ, ИЛИ- НЕ.
б. Логические элементы обычно помещаются в корпус ИС типа 1)1Р. В цифровых схемах невысокой сложности широко применяются как ТТЛ-„так и КМОП- схемы. 7. Логический пробник, знание принципов работы схем и ваши собственные ощущения- зрение, обоняние, осязание -вот те основные средства, которые вы можете использовать при поиске неисправностей в логических схе- Итвпеые задания к азучаемой главе и. Схему ИЛИ- НЕ с двумя входами (специальный символ). Запишите булево выражение для каждого логического элемента из п.
1. Изобразите таблицу испшности для каждого логического элемента из п. 1. Посмотрите на таблицу на рис. 3.35. Какой из логических элементов всегда дает на выходе 1 3нолько в том случае, когда сигналы на двух входах неодинаковы (О и 1 или 1 и О)? Какой из логических элементов можно назвать элементом типа «все или ничего»? Основные результаты главы Нарисуйте условные изображения следующих логических элементов, используя для входов обо- 2. значения А, В, С, )7, а для выходов У: а.
Схему И с двумя входами. 3 б. Схему ИЛИ с тремя входами. в. Инвертор. г. Схему исключаю- 4 щее ИЛИ с двумя входами. д. Схему И вЂ” НЕ с четырьмя входами. е. Схему ИЛИ вЂ” НЕ с двумя входами. ж. Схему исключающее ИЛИ с двумя входами. 5 3. Схему И- НЕ с двумя входами (специаньный символ). б. Какой из логических элементов можно назвать элементом типа «чтонибудь или все»? 7. Какой из логических элементов формирует дополнение сигнала, поданного на вход? 8. Какой из логических элементов можно назвать элементом типа «чтонибудь, но не все»? 9.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
