Dober dan, dragi radioamaterji!
Dobrodošli na spletni strani ““

Mikrovezja

čip (IC – integrirano vezje, IC – Integrirano vezje, čip ali mikročip iz angleščine Chip, Microchip) je celotna naprava, ki vsebuje tranzistorje, diode, upore in druge aktivne in pasivne elemente, katerih skupno število lahko doseže več deset, sto, tisoč, deset tisoč ali več. Obstaja veliko vrst mikrovezij. Najbolj uporabljeni med njimi so uganka, operacijski ojačevalniki, specializirano.

Večina čipov je nameščenih v pravokotnem plastičnem ohišju s fleksibilnimi ploščnimi vodi (glej sliko 1), ki se nahajajo vzdolž obeh strani ohišja. Na vrhu ohišja je običajen ključ - oznaka okrogle ali druge oblike, iz katere so oštevilčeni zatiči. Če mikrovezje pogledate od zgoraj, morate zatiče šteti v nasprotni smeri urinega kazalca, če pa od spodaj, potem v smeri gibanja urinega kazalca. Mikrovezja imajo lahko poljubno število nožic.

V domači elektroniki (pa tudi v tujini) so mikrovezja še posebej priljubljena uganka, zgrajena na podlagi bipolarni tranzistorji in upori. Imenujejo se tudi TTL čipi (TTL – Transistor-Transistor Logic). Ime tranzistor-tranzistor izhaja iz dejstva, da se tranzistorji uporabljajo za izvajanje logičnih funkcij in za ojačanje izhodnega signala. Njihovo celotno načelo delovanja je zgrajeno na dveh pogojnih nivojih: nizkem ali visokem ali, kar je enakovredno, stanju logične 0 ali logične 1. Tako so za mikrovezja serije K155 napetosti od 0 do 0,4 vzete kot nizka raven, ki ustreza logični 0. . V, to je ne več kot 0,4 V, in za visoko, ki ustreza logični 1, ne manj kot 2,4 V in ne več kot napajalna napetost - 5 V, in za mikrovezja serije K176, zasnovana za napajanje iz vir, napetost 9 B oziroma 0,02. ..0,05 in 8,6. ..8,8 V.

Označevanje tujih mikrovezij TTL se začne s številkami 74, na primer 7400. Grafični simboli glavnih elementov logičnih čipov so prikazani na sl. 2. Tam so podane tudi tabele resnic, ki dajejo idejo o logiki delovanja teh elementov.

Simbol logični element In znak "&" služi(veznik "in" v angleški jezik), ki stoji znotraj pravokotnika (glej sliko 2). Na levi sta dva (ali več) vhodnih zatičev, na desni je en izhodni zatič. Logika delovanja tega elementa je naslednja: visoka napetost na izhodu se pojavi le, če so na vseh njegovih vhodih signali iste ravni. Enak zaključek je mogoče narediti, če pogledamo tabelo resnic, ki označuje električno stanje elementa IN in logično povezavo med njegovimi izhodnimi in vhodnimi signali. Torej, na primer, da ima izhod (Out.) elementa visoko napetost, ki ustreza enemu (1) stanju elementa, morata oba vhoda (In. 1 in In. 2) imeti napetosti iste ravni. V vseh drugih primerih bo element v stanju nič (0), to pomeni, da bo na njegovem izhodu delovala nizka napetost.
Pogojni simbol logičnega elementa ALI- številka 1 v pravokotniku. Tako kot element AND ima lahko dva ali več vhodov. Izhodni signal, ki ustreza visokemu nivoju (logična 1), se pojavi, ko se signal istega nivoja uporabi za vhod 1 ali vhod 2 ali hkrati za vse vhode. Preverite ta logična razmerja med izhodnimi in vhodnimi signali tega elementa glede na njegovo tabelo resničnosti.
Simbol elementa NE- tudi številka 1 znotraj pravokotnika. Ima pa en vhod in en izhod. Majhen krog, ki začne komunikacijsko linijo izhodnega signala, simbolizira logično zanikanje "NE" na izhodu elementa. V jeziku digitalne tehnologije »NE« pomeni, da element NI inverter, to je elektronska »opeka«, katere izhodni signal je po ravni nasproten vhodnemu. Z drugimi besedami: dokler je na njegovem vhodu signal nizke ravni, bo na izhodu signal visoke ravni in obratno. O tem pričajo tudi logične ravni v resničnostni tabeli delovanja tega elementa.
Logični element IN-NE je kombinacija elementov IN in NE, zato je na njegovi konvencionalni grafični oznaki znak " & ” in majhen krog na liniji izhodnega signala, ki simbolizira logično zanikanje. Obstaja en izhod, vendar dva ali več vhodov. Logika delovanja elementa je naslednja: signal visoke ravni na izhodu se pojavi le, če so na vseh vhodih signali nizke ravni. Če ima vsaj eden od vhodov signal nizke ravni, bo imel izhod elementa IN-NE signal visoke ravni, to pomeni, da bo v enotnem stanju, in če obstaja signal visoke ravni, na vseh vhodih bo v ničelnem stanju. Element IN-NE lahko opravlja funkcijo elementa NE, torej postane inverter. Če želite to narediti, morate samo povezati vse njegove vhode. Potem, ko se na tak kombiniran vhod uporabi signal nizkega nivoja, bo izhod elementa signal visokega nivoja in obratno. Ta lastnost elementa NAND se zelo pogosto uporablja v digitalni tehnologiji.

Označevanje simbolov logičnih elementov (znaki "&" ali "1") se uporablja samo v domačih vezjih.

Mikrovezja TTL omogočajo gradnjo najrazličnejših digitalnih naprav, ki delujejo na frekvencah do 80 MHz, vendar je njihova pomembna pomanjkljivost velika poraba energije.
V številnih primerih, ko visoka zmogljivost ni potrebna, ampak zahteva se minimalna poraba energije, uporabljajo se čipi CMOS, ki uporabljajo poljske tranzistorje namesto bipolarnih. Zmanjšanje CMOS (CMOS komplementarni kovinsko-oksidni polprevodnik) pomeni komplementarni polprevodnik kovinskega oksida. Glavna značilnost mikrovezij CMOS je njihova zanemarljiva poraba toka v statičnem načinu - 0,1 ... 100 µA. Pri delovanju na najvišji delovni frekvenci se poraba energije poveča in se približa porabi energije najmanj zmogljivih TTL čipov. Mikrovezja CMOS vključujejo tako znane serije, kot so K176, K561, KR1561 in 564.

V razredu analogna mikrovezja dodelite mikrovezja z linearne značilnosti– linearna mikrovezja, ki vključujejo OU – Operacijski ojačevalniki. ime " operacijski ojačevalnik ” je posledica dejstva, da se takšni ojačevalniki najprej uporabljajo za izvajanje operacij seštevanja signalov, njihovega razlikovanja, integracije, obračanja itd. Analogna mikrovezja se praviloma proizvajajo funkcionalno nedokončana, kar odpira širok prostor za radioamatersko ustvarjalnost.

Operacijski ojačevalniki imajo dva vhoda - invertirnega in neinvertirnega. V diagramu so označeni z minusom oziroma plusom (glej sliko 3). Z uporabo signala na plus vhodu je izhod nespremenjen, vendar ojačan signal. Če ga priključite na minus vhod, je izhod invertiran, a tudi ojačan signal.

V proizvodnji radioelektronskih izdelkov uporaba večnamenskih specializiranih čipov, ki zahtevajo minimalno število zunanje komponente, vam omogoča znatno zmanjšanje časa razvoja končne naprave in stroškov proizvodnje. Ta kategorija čipov vključuje čipe, ki so zasnovani za nekaj posebnega. Na primer, obstajajo mikrovezja za ojačevalnike moči, stereo sprejemnike in različne dekoderje. Vsi so lahko videti popolnoma drugače. Če ima kateri od teh čipov kovinski del z luknjo, to pomeni, da ga je treba priviti
radiator

Ukvarjanje s specializiranimi mikrovezji je veliko bolj prijetno kot z množico tranzistorjev in uporov. Če je bilo prej za sestavljanje radijskega sprejemnika potrebnih veliko delov, lahko zdaj opravite z enim mikrovezjem.

Obstajata dve metodi testiranja za diagnosticiranje napake elektronski sistem, naprava ali tiskano vezje: funkcionalno krmiljenje in krmiljenje v vezju. Funkcionalni nadzor preverja delovanje preizkušanega modula, nadzor v vezju pa je sestavljen iz preverjanja posameznih elementov tega modula, da se določijo njihove vrednosti, preklopna polariteta itd. Običajno se obe metodi uporabljata zaporedno. Z razvojem avtomatske opreme za testiranje je postalo možno izvajati zelo hitro testiranje v vezju s posameznim testiranjem vsakega elementa tiskanega vezja, vključno s tranzistorji, logičnimi elementi in števci. Tudi funkcionalni nadzor je prešel na novo kakovostno raven zahvaljujoč uporabi računalniške obdelave podatkov in računalniških metod vodenja. Kar se tiče samih principov odpravljanja težav, so popolnoma enaki, ne glede na to, ali se preverjanje izvaja ročno ali samodejno.

Odpravljanje težav mora potekati v določenem logičnem zaporedju, katerega namen je ugotoviti vzrok okvare in ga nato odpraviti. Število opravljenih operacij mora biti čim manjše, pri čemer se izogibajte nepotrebnim ali nesmiselnim pregledom. Preden preverite okvarjeno vezje, ga morate skrbno pregledati za morebitno odkrivanje očitnih napak: izgoreli elementi, zlomljeni vodniki na tiskano vezje itd. To ne sme trajati več kot dve do tri minute, z izkušnjami se bo takšna vizualna kontrola izvajala intuitivno. Če pregled ne prinese ničesar, lahko nadaljujete s postopkom odpravljanja težav.

Najprej se izvaja funkcionalni test: Preveri se delovanje plošče in se poskuša ugotoviti okvarjena enota in domnevno okvarjen element. Preden zamenjate pokvarjen element, morate izvesti merjenje v vezju parametrov tega elementa, da preverite njegovo okvaro.

Funkcionalni testi

Funkcionalne teste lahko razdelimo v dva razreda ali serije. Testi epizoda 1, poklical dinamični testi, ki se uporablja za celotno elektronsko napravo za izolacijo okvarjene stopnje ali bloka. Ko je najden določen blok, s katerim je povezana napaka, se uporabijo testi serija 2, oz statični testi, za določitev enega ali dveh morebitno okvarjenih elementov (upori, kondenzatorji itd.).

Dinamični testi

To je prvi sklop testov, izvedenih pri odpravljanju težav z elektronsko napravo. Odpravljanje težav je treba izvajati v smeri od izhoda naprave do njenega vhoda metoda razpolovitve. Bistvo te metode je naslednje. Prvič, celotno vezje naprave je razdeljeno na dva dela: vhod in izhod. Signal, podoben signalu, ki v normalnih pogojih deluje na točki cepitve, se uporabi na vhodu izhodnega odseka. Če je na izhodu dosežen normalen signal, mora biti napaka v vhodnem delu. Ta vnosni razdelek je razdeljen na dva pododdelka in prejšnji postopek se ponovi. In tako naprej, dokler se napaka ne lokalizira v najmanjši funkcionalno razločljivi stopnji, na primer v izhodni stopnji, video ali IF ojačevalniku, frekvenčnem delilniku, dekoderju ali ločenem logičnem elementu.

Primer 1. Radijski sprejemnik (slika 38.1)

Najprimernejša prva razdelitev vezja radijskega sprejemnika je razdelitev na AF odsek in IF/RF odsek. Najprej se preveri odsek AF: signal s frekvenco 1 kHz se dovaja na njegov vhod (nadzor glasnosti) prek izolacijskega kondenzatorja (10-50 μF). Šibek ali popačen signal, pa tudi njegova popolna odsotnost, kaže na okvaro AF odseka. Zdaj razdelimo ta del na dva pododdelka: izhodno stopnjo in predojačevalnik. Vsak pododdelek se preveri od izhoda. Če oddelek AF deluje pravilno, se mora iz zvočnika slišati čisti tonski signal (1 kHz). V tem primeru je treba napako iskati v razdelku IF/RF.

riž. 38.1.

Uporabnost ali nepravilno delovanje AF sekcije lahko zelo hitro preverite s pomočjo t.i "izvijač" test. S koncem izvijača se dotaknite vhodnih sponk v razdelku AF (po nastavitvi nadzora glasnosti na največjo glasnost). Če ta razdelek deluje pravilno, bo brnenje zvočnika jasno slišno.

Če se ugotovi, da je napaka znotraj IF/RF odseka, jo je treba razdeliti na dva pododseka: IF odsek in RF odsek. Najprej se preveri odsek IF: amplitudno moduliran (AM) signal s frekvenco 470 kHz 1 se napaja na njegov vhod, to je na osnovo tranzistorja prvega ojačevalnika 1 prek izolacijskega kondenzatorja s kapaciteto 0,01-0,1 μF. FM sprejemniki potrebujejo frekvenčno moduliran (FM) preskusni signal pri 10,7 MHz. Če oddelek IF deluje pravilno, se bo v zvočniku slišal čisti tonski signal (400-600 Hz). V nasprotnem primeru morate nadaljevati s postopkom razdelitve IF odseka, dokler se ne najde okvarjena kaskada, na primer ojačevalnik ali detektor.

Če je napaka v odseku RF, je ta odsek razdeljen na dva pododseka, če je to mogoče, in preverjen na naslednji način. AM signal s frekvenco 1000 kHz se dovaja na vhod kaskade preko izolacijskega kondenzatorja s kapaciteto 0,01-0,1 μF. Sprejemnik je konfiguriran za sprejem radijskega signala s frekvenco 1000 kHz ali valovno dolžino 300 m v srednjevalovnem območju. V primeru FM sprejemnika je seveda potreben testni signal druge frekvence.

Uporabite lahko tudi drugo metodo preverjanja - metoda postopnega testiranja prenosa signala. Radio se vklopi in uglasi postajo. Nato se na izhodu naprave z osciloskopom preveri prisotnost ali odsotnost signala na kontrolnih točkah, pa tudi skladnost njegove oblike in amplitude z zahtevanimi merili za delujoč sistem. Pri odpravljanju težav z drugo elektronsko napravo se na vhod te naprave uporabi nominalni signal.

Obravnavani principi dinamičnih testov se lahko uporabijo za katero koli elektronsko napravo, pod pogojem, da je sistem pravilno razdeljen in so izbrani parametri testnih signalov.

Primer 2: Digitalni frekvenčni delilnik in zaslon (slika 38.2)

Kot je razvidno iz slike, se prvi preizkus izvede na mestu, kjer je vezje razdeljeno na približno dva enaka dela. Za spremembo logičnega stanja signala na vhodu bloka 4 se uporablja generator impulzov. Svetleča dioda (LED) na izhodu bi morala spremeniti stanje, če objemka, ojačevalnik in LED delujejo pravilno. Nato se mora odpravljanje težav nadaljevati v delilnikih pred blokom 4. Isti postopek se ponavlja z uporabo impulznega generatorja, dokler se ne identificira okvarjeni delilnik. Če LED ne spremeni svojega stanja pri prvem preizkusu, je napaka v blokih 4, 5 ali 6. Nato je treba signal generatorja impulzov uporabiti na vhodu ojačevalnika itd.

riž. 38.2.

Načela statičnih preskusov

Ta serija testov se uporablja za določitev okvarjenega elementa v kaskadi, katerega okvara je bila ugotovljena na prejšnji stopnji testiranja.

1. Začnite s preverjanjem statičnih načinov. Uporabite voltmeter z občutljivostjo najmanj 20 kOhm/V.

2. Izmerite samo napetost. Če morate določiti trenutno vrednost, jo izračunajte tako, da izmerite padec napetosti na uporu znane vrednosti.

3. Če meritve enosmernega toka ne odkrijejo vzroka okvare, potem in šele takrat nadaljujte z dinamičnim testiranjem okvarjene kaskade.

Preizkušanje enostopenjskega ojačevalnika (slika 38.3)

Običajno nominalne vrednosti konstantne napetosti na kontrolnih točkah kaskade so znani. Če ne, jih je vedno mogoče oceniti z razumno natančnostjo. S primerjavo dejanskih izmerjenih napetosti z njihovimi nazivnimi vrednostmi je mogoče najti okvarjeni element. Najprej se določi statični način tranzistorja. Tukaj so možne tri možnosti.

1. Tranzistor je v stanju izklopa, ne proizvaja nobenega izhodnega signala, ali v stanju blizu izklopa ("gre" v območje izklopa v dinamičnem načinu).

2. Tranzistor je v stanju nasičenosti, ki proizvaja šibek, popačen izhodni signal, ali v stanju blizu nasičenosti ("gre" v območje nasičenosti v dinamičnem načinu).

$11.Tranzistor v normalnem statičnem načinu.

riž. 38.3. Nazivne napetosti:

V e = 1,1 V, V b = 1,72 V, V c = 6,37 V.

riž. 38.4. Zlom upora R 3, tranzistor

je v izključenem stanju: V e = 0,3 V,

V b = 0,94 V, V c = 0,3 V.

Po vzpostavitvi dejanskega načina delovanja tranzistorja se ugotovi vzrok izklopa oziroma nasičenosti. Če tranzistor deluje v normalnem statičnem načinu, je napaka posledica prehoda izmeničnega signala (takšna napaka bo obravnavana kasneje).

Odrezati

Prekinitveni način tranzistorja, tj. prenehanje toka, se pojavi, ko a) ima spoj baza-emiter tranzistorja nič prednapetosti ali b) je pot toka prekinjena, in sicer: ko se upor zlomi (izgori). ) R 3 ali upor R 4 ali ko je sam tranzistor okvarjen. Običajno, ko je tranzistor v izklopljenem stanju, je kolektorska napetost enaka napajalni napetosti V CC . Vendar, če se upor zlomi R 3, kolektor "lebdi" in bi teoretično moral imeti osnovni potencial. Če priključite voltmeter za merjenje napetosti na kolektorju, spoj baza-kolektor pade v prednapetostne pogoje, kot je razvidno iz sl. 38.4. Vzdolž vezja "upor". R 1 - spoj baza-kolektor - voltmeter” bo tekel tok, voltmeter pa bo pokazal majhno vrednost napetosti. Ta indikacija je v celoti povezana z notranji upor voltmeter.

Podobno je, ko prekinitev povzroči odprt upor R 4, oddajnik tranzistorja "lebdi", ki bi teoretično moral imeti osnovni potencial. Če priključite voltmeter za merjenje napetosti na emiterju, se oblikuje tokovna pot s prednapetostjo spoja baza-emiter. Posledično bo voltmeter pokazal napetost, ki je nekoliko višja od nazivne napetosti na oddajniku (slika 38.5).

V tabeli 38.1 povzema zgoraj obravnavane napake.

riž. 38.5.Zlom uporaR 4, tranzistor

je v izključenem stanju:

V e = 1,25 V, V b = 1,74 V, V c = 10 V.

riž. 38.6.Prehodni kratek stik

baza-emiter, tranzistor je v

mejno stanje:V e = 0,48 V, V b = 0,48 V, V c = 10 V.

Upoštevajte, da izraz »visoko V BE" pomeni prekoračitev normalne prednapetosti oddajnega spoja za 0,1 - 0,2 V.

Napaka tranzistorja ustvarja tudi izklopne pogoje. Napetosti na kontrolnih točkah so v tem primeru odvisne od narave okvare in vrednosti elementov vezja. na primer kratek stik oddajnik (sl. 38.6) vodi do izklopa tranzistorskega toka in vzporedne povezave uporov R 2 in R 4 . Posledično se potencial baze in emitorja zmanjšata na vrednost, ki jo določa napetostni delilnik R 1 – R 2 || R 4 .

Tabela 38.1. Prekinitveni pogoji

Motnja		Vzrok
1. V e V b V c V BITI	Vac	Zlom upora R 1
V e V b V c V BITI	Visoka Normalna V CC Nizka	Zlom upora R 4
V e V b V c V BITI	Nizka Nizka Nizka normalno	Zlom upora R 3

Kolektorski potencial je v tem primeru očitno enakV CC . Na sl. 38.7 obravnava primer kratkega stika med kolektorjem in oddajnikom.

Drugi primeri okvare tranzistorja so podani v tabeli. 38.2.

riž. 38.7.Kratek stik med kolektorjem in emiterjem, tranzistor je v izklopljenem stanju:V e = 2,29 V, V b = 1,77 V, V c = 2,29 V.

Tabela 38.2

Motnja		Vzrok
V e V b V c V BITI	0 Normalno V CC Zelo visoka, ni mogoče ohraniti delovanja pn-prehod	Prekinitev spoja baza-emiter
V e V b V c V BITI	Nizko Nizko V CC normalno	Prekinitev prehoda baza-kolektor

Nasičenost

Kot je pojasnjeno v pogl. 21 je tok tranzistorja določen s prednapetostjo stičišča baza-emiter. Majhno povečanje te napetosti povzroči močno povečanje toka tranzistorja. Ko tok skozi tranzistor doseže največjo vrednost, pravimo, da je tranzistor nasičen (v stanju nasičenosti). potencial

Tabela 38.3

Motnja		Vzrok
1. V e V b V c	Visoka ( V c) visoko Nizka	Zlom upora R 2 ali nizko odpornost uporaR 1
V e V b V c	Nizka Zelo nizko	Kratek stik kondenzatorjaC 3

Kolektorska napetost pada z naraščanjem toka in je ob doseženi nasičenosti praktično enaka potencialu emiterja (0,1 - 0,5 V). Na splošno so pri nasičenju potenciali emitorja, baze in kolektorja približno na enaki ravni (glej tabelo 38.3).

Normalni statični način

Sovpadanje izmerjenih in nazivnih enosmernih napetosti ter odsotnost ali nizka raven signala na izhodu ojačevalnika kaže na okvaro, povezano s prehodom izmeničnega signala, na primer notranji prelom v sklopnem kondenzatorju. Preden zamenjate kondenzator, za katerega obstaja sum, da je prekinjen, se prepričajte, da je okvarjen, tako da vzporedno z njim povežete delujoč kondenzator s podobno močjo. Prekinitev ločilnega kondenzatorja v oddajnem vezju ( C 3 v diagramu na sl. 38.3) vodi do zmanjšanja ravni signala na izhodu ojačevalnika, vendar se signal reproducira brez popačenj. Veliko puščanje ali kratki stik v tem kondenzatorju običajno spremeni obnašanje tranzistorja pri enosmernem toku. Te spremembe so odvisne od statičnih načinov prejšnjih in naslednjih kaskad.

Pri odpravljanju težav se morate spomniti naslednjega.

1. Ne delajte prenagljenih zaključkov na podlagi primerjave izmerjene in nazivne napetosti samo v eni točki. Potrebno je zabeležiti celoten niz izmerjenih vrednosti napetosti (na primer na oddajniku, bazi in kolektorju tranzistorja v primeru tranzistorske kaskade) in ga primerjati z nizom ustreznih nazivnih napetosti.

2. Pri natančnih meritvah (za voltmeter z občutljivostjo 20 kOhm/V je dosegljiva natančnost 0,01 V) dva enaka odčitka na različnih merilnih točkah v veliki večini primerov kažeta na kratek stik med tema točkama. Vendar pa obstajajo izjeme, zato je treba opraviti vsa nadaljnja preverjanja, da pridemo do končne ugotovitve.

Značilnosti diagnostike digitalnih vezij

V digitalnih napravah je najpogostejša napaka tako imenovano »sticking«, ko je logična 0 (»konstantna ničla«) ali logična 1 (»konstantna ena«) raven stalno prisotna na nožici IC ali vozlišču vezja. Možne so tudi druge napake, vključno z zlomljenimi zatiči IC ali kratkimi stiki med prevodniki PCB.

riž. 38.8.

Diagnoza napak v digitalnih vezjih se izvaja z uporabo logičnih signalov generator impulzov na vhode elementa, ki se testira, in opazovanje vpliva teh signalov na stanje izhodov z uporabo logične sonde. Za popolno preverjanje logičnega elementa se »preleti« njegova celotna tabela resnic. Razmislite na primer o digitalnem vezju na sl. 38.8. Najprej se zabeležijo logična stanja vhodov in izhodov vsakih logičnih vrat in primerjajo s stanji v tabeli resnic. Sumljivi logični element se testira z generatorjem impulzov in logično sondo. Razmislite na primer o logičnih vratih G 1 . Na njegovem vhodu 2 je stalno aktiven logični nivo 0. Za testiranje elementa je generatorska sonda nameščena na pin 3 (eden od dveh vhodov elementa), sonda sonde pa na pin 1 (izhod elementa). Če se obrnemo na tabelo resnic elementa NOR, vidimo, da če ima eden od vhodov (pin 2) tega elementa logično raven 0, potem se raven signala na njegovem izhodu spremeni, ko se logično stanje drugega vhoda (pin 3) spremembe.

Tabela resničnosti elementovG 1

Sklep 2	Sklep 3	Sklep 1

Na primer, če je v začetnem stanju na pinu 3 logična 0, potem je na izhodu elementa (pin 1) logična 1. Če zdaj uporabite generator za spremembo logičnega stanja pina 3 v logično 1, potem se bo nivo izhodnega signala spremenil iz 1 v 0, kar in registrira sondo. Nasprotni rezultat opazimo, ko v začetnem stanju logična raven 1 deluje na pinu 3. Podobne teste lahko uporabimo za druge logične elemente. Med temi testi je nujno, da uporabite tabelo resničnosti logičnega elementa, ki ga testirate, saj ste le v tem primeru lahko prepričani o pravilnosti testiranja.

Značilnosti diagnostike mikroprocesorskih sistemov

Diagnosticiranje napak v mikroprocesorskem sistemu z vodilno strukturo poteka v obliki vzorčenja zaporedja naslovov in podatkov, ki se pojavljajo na naslovnem in podatkovnem vodilu, in nato njihove primerjave z dobro znanim zaporedjem delujočega sistema. Na primer, napaka, kot je konstanta 0 na liniji 3 (D 3) podatkovnega vodila, bo prikazana s konstantno logično ničlo na liniji D 3. Ustrezen seznam, imenovan seznam pogojev, pridobljeno z uporabo logičnega analizatorja. Tipičen seznam statusov, prikazan na zaslonu monitorja, je prikazan na sl. 38.9. Druga možnost je, da analizator podpisov uporabimo za zbiranje toka bitov, imenovanega podpis, v nekem vozlišču vezja in ga primerjamo z referenčnim podpisom. Razlika med temi podpisi kaže na okvaro.

riž. 38.9.

Ta video govori o računalniškem testerju za diagnosticiranje napak osebni računalniki Tip IBM PC:

Mikrovezja so najbližja temu, da bi jih imenovali "črna skrinjica" - resnično so črna in njihova notranjost za mnoge ostaja skrivnost.

Danes bomo odstrli to tančico skrivnosti, pri tem pa nam bosta pomagali žveplova in dušikova kislina.

Pozor! Vsakršno delo s koncentriranimi (predvsem vrelimi) kislinami je izjemno nevarno in z njimi lahko delate le z ustrezno zaščitno opremo (rokavice, očala, predpasnik, kapuca). Ne pozabite, da imamo samo 2 očesi in ena kapljica je dovolj za vsako: zato vsega, kar je tukaj napisano, ni vredno ponavljati.

Otvoritev

Vzamemo mikrovezja, ki nas zanimajo, in dodamo koncentrirano žveplovo kislino. Zavremo (~300 stopinj), ne mešamo :-) Na dno nasujemo sodo bikarbono, ki nevtralizira razlito kislino in njene hlape.

Po 30-40 minutah iz plastike ostane ogljik:

Vzamemo ven in izberemo, kaj bo šlo za drugo življensko kislo kopel in kaj je že pripravljeno:

Če so koščki ogljika trdno prilepljeni na kristal, jih lahko odstranimo z vrelo koncentrirano dušikovo kislino (vendar je tukaj temperatura precej nižja, ~110-120C). Razredčena kislina bo pojedla metalizacijo, zato je potrebna koncentrirana kislina:

Poglejmo

Slike je mogoče klikniti (5-25 MB JPEG). Nekateri ste morda že videli kakšno od mojih fotografij.
Barve so tradicionalno "izboljšane" do maksimuma - v resnici je izgredov barv veliko manj.

PL2303HX- USB pretvornik<>RS232, ti se uporabljajo v vseh vrstah Arduina in drugih podobnih:

LM1117- linearni regulator moči:

74HC595- 8-bitni premični register:

NXP 74AHC00
74AHC00 - 4 elementi NAND (2AND-NOT). Če pogledamo velikansko velikost kristala (944 x 854 µm), postane očitno, da so »stare« mikronske tehnologije še vedno v uporabi. Zanimivo je videti obilico "rezervnih" prehodov za povečanje donosa.

Micron MT4C1024- dinamični pomnilniški čip, 1 Mebibit (2 20 bita). Uporabljali so ga v letih 286 in 386. Velikost kristala - 8662x3969µm.

AMD Palce16V8h
GAL (Generic array logic) čipi so predhodniki FPGA in CPLD.
AMD Palce16V8h je 32x64 niz elementov IN.
Velikost kristala - 2434x2079µm, tehnologija 1µm.

ATtiny13A- eden najmanjših mikrokontrolerjev Atmel: 1kb flash pomnilnika in 32 bajtov SRAM. Velikost kristala - 1620x1640 µm. Tehnološki standardi - 500nm.

ATmega8- eden najbolj priljubljenih 8-bitnih mikrokontrolerjev.
Velikost kristala - 2855x2795µm, tehnološki standardi 500nm.

KR580IK80A(kasneje preimenovan v KR580VM80A) je eden najbolj priljubljenih sovjetskih procesorjev.

Izkazalo se je, da v nasprotju s splošnim prepričanjem ne gre za plastno kopijo Intel 8080/8080A (nekateri bloki so podobni, vendar sta postavitev in lokacija kontaktnih ploščic bistveno drugačna).

Najtanjše črte so 6 µm.

STM32F100C4T6B- najmanjši mikrokontroler, ki temelji na jedru ARM Cortex-M3 proizvajalca STMicroelectronics. Velikost kristala - 2854x3123µm.

Altera EPM7032- CPLD je videl veliko in je eden redkih, ki je deloval na 5V napajanje. Velikost kristala - 3446x2252µm, tehnološki standardi 1µm.

Črna skrinjica je zdaj odprta :-)
PS. Če imate mikrovezja zgodovinskega pomena (na primer T34VM1, Sovjetska 286, tuje čipe, ki so stari in edinstveni za svoj čas), jih pošljite in videli bomo, kaj je notri.

Fotografije se distribuirajo pod licenco

Spremlja elektronika sodobni človek povsod: v službi, doma, v avtu. Ko delate v proizvodnji, ne glede na specifično področje, morate pogosto popravljati kaj elektronskega. Dogovorimo se, da bomo temu "nekaj" rekli "naprava". To je tako abstraktna kolektivna podoba. Danes bomo govorili o vseh vrstah trikov za popravilo, ki vam bodo po obvladovanju omogočili popravilo skoraj katere koli elektronske "naprave", ne glede na njeno zasnovo, načelo delovanja in obseg uporabe.

Kje začeti

Ponovno spajkanje dela ni pametno, toda iskanje okvarjenega elementa je glavna naloga pri popravilu. Začeti morate z določitvijo vrste napake, saj to določa, kje začeti s popravilom.

Obstajajo tri vrste:
1. naprava sploh ne deluje - indikatorji ne svetijo, nič se ne premika, nič ne brni, ni odziva na nadzor;
2. kateri koli del naprave ne deluje, to pomeni, da del njenih funkcij ne opravlja, a so v njej še vedno vidni utrinki življenja;
3. Naprava večinoma deluje brezhibno, včasih pa povzroča t.i. Takšne naprave še ni mogoče imenovati pokvarjeno, vendar ji nekaj preprečuje normalno delovanje. Popravilo v tem primeru je natančno iskanje te motnje. To popravilo velja za najtežje.
Oglejmo si primere popravil za vsako od treh vrst napak.

Popravilo prve kategorije
Začnimo z najpreprostejšim - prva vrsta okvare je, ko je naprava popolnoma mrtva. Vsakdo lahko ugane, da morate začeti s prehrano. Vse naprave, ki živijo v svojem svetu strojev, nujno porabljajo energijo v takšni ali drugačni obliki. In če se naša naprava sploh ne premika, potem je verjetnost odsotnosti te same energije zelo velika. Majhna digresija. Pri odpravljanju težav v naši napravi bomo pogosto govorili o "verjetnosti". Popravilo se vedno začne s postopkom identifikacije možnih točk vpliva na okvaro naprave in oceno verjetnosti, da je vsaka taka točka vpletena v določeno okvaro, nato pa to verjetnost pretvori v dejstvo. Hkrati bo za pravilno, to je z največjo stopnjo verjetnosti, oceno vpliva katerega koli bloka ali vozlišča na težave naprave pomagalo najbolj popolno poznavanje zasnove naprave, algoritem njegovega delovanja, fizikalnih zakonov, na katerih temelji delovanje naprave, sposobnosti logičnega razmišljanja in seveda izkušenj Njegovega veličanstva. Eden najbolj učinkovite metode izvajanje popravil je tako imenovana metoda izločanja. Iz celotnega seznama vseh blokov in sklopov, za katere se sumi, da so vpleteni v okvaro naprave, je treba z različnimi stopnjami verjetnosti dosledno izločiti nedolžne.

Iskanje je treba ustrezno začeti s tistimi bloki, katerih verjetnost, da so povzročitelji te okvare, je največja. Iz tega sledi, da čim natančneje je določena ta stopnja verjetnosti, manj časa bo porabljenega za popravila. V sodobnih "napravah" so notranja vozlišča močno povezana med seboj in obstaja veliko povezav. Zato je število vplivnih točk pogosto izjemno veliko. Rastejo pa tudi vaše izkušnje in sčasoma boste »škodljivca« prepoznali v največ dveh ali treh poskusih.

Na primer, obstaja domneva, da je blok "X" najverjetneje kriv za okvaro naprave. Nato morate izvesti vrsto preverjanj, meritev, poskusov, ki bi to domnevo potrdili ali ovrgli. Če po takšnih poskusih ostane vsaj najmanjši dvom o nevpletenosti bloka v "kriminalni" vpliv na napravo, potem tega bloka ni mogoče popolnoma izključiti s seznama osumljencev. Poiskati morate način, kako preveriti osumljenčev alibi, da bi bili 100-odstotno prepričani o njegovi nedolžnosti. To je zelo pomembno pri metodi izločanja. In najbolj zanesljiv način za preverjanje osumljenca na ta način je zamenjava enote z znano dobrim.

Vrnimo se k našemu »pacientu«, pri katerem smo predvidevali izpad elektrike. Kje začeti v tem primeru? In kot v vseh drugih primerih - s popolnim zunanjim in notranjim pregledom "pacienta". Nikoli ne zanemarite tega postopka, tudi če ste prepričani, da veste točno lokacijo okvare. Napravo vedno preglejte popolnoma in zelo natančno, brez hitenja. Med pregledom lahko pogosto odkrijete napake, ki ne vplivajo neposredno na iskano napako, lahko pa povzročijo okvaro v prihodnosti. Poiščite zgorele električne komponente, nabrekle kondenzatorje in druge sumljive predmete.

Če zunanji in notranji pregled ne prinese nobenih rezultatov, vzemite multimeter in se lotite dela. Upam, da vas ni treba opominjati na preverjanje prisotnosti omrežne napetosti in varovalk. Pogovorimo se malo o napajalnikih. Najprej preverite visokoenergijske elemente napajalne enote (PSU): izhodne tranzistorje, tiristorje, diode, močnostna mikrovezja. Potem se lahko začnete grešiti na preostale polprevodnike, elektrolitske kondenzatorje in nazadnje na preostale pasivne električne elemente. Na splošno je verjetnost okvare elementa odvisna od njegove energijske nasičenosti. Več energije kot električni element porabi za delovanje, večja je verjetnost njegove okvare.

Če se mehanske komponente obrabijo zaradi trenja, se električne komponente obrabijo zaradi toka. Višji kot je tok, večje je segrevanje elementa, segrevanje/hlajenje pa obrabi vse materiale nič slabše od trenja. Temperaturna nihanja vodijo do deformacije materiala električnih elementov na mikro ravni zaradi toplotnega raztezanja. Takšne spremenljive temperaturne obremenitve so glavni razlog za tako imenovani učinek utrujenosti materiala med delovanjem električnih elementov. To je treba upoštevati pri določanju vrstnega reda elementov preverjanja.

Ne pozabite preveriti napajalnika glede valovanja izhodne napetosti ali drugih motenj na napajalnih vodilih. Čeprav ne pogosto, lahko takšne okvare povzročijo, da naprava ne deluje. Preverite, ali moč dejansko doseže vse porabnike. Mogoče zaradi težav v konektorju/kablu/žici ta “hrana” ne pride do njih? Napajanje bo brezhibno delovalo, vendar v blokih naprav še vedno ne bo energije.

Zgodi se tudi, da je napaka v sami obremenitvi - kratek stik (kratek stik) tam ni neobičajen. Hkrati nekateri "varčni" napajalniki nimajo tokovne zaščite in zato ni takšne indikacije. Zato je treba preveriti tudi različico kratkega stika v bremenu.

Zdaj pa druga vrsta neuspeha. Čeprav bi se moralo tudi tukaj vse začeti z enakim zunanjim-notranjim pregledom, je veliko več vidikov, na katere bi morali biti pozorni. - Najpomembneje je imeti čas, da si zapomnite (zapišete) celotno sliko stanja zvoka, svetlobe, digitalne indikacije naprave, kode napak na monitorju, prikaz, položaj alarmov, zastavic, utripalk na čas nesreče. Poleg tega je treba to storiti, preden se ponastavi, potrdi ali izklopi! Zelo pomembno je! Pomanjkanje nekaterih pomembnih informacij bo zagotovo povečalo čas, porabljen za popravila. Preglejte vse razpoložljive indikacije - tako nujne kot operativne, in si zapomnite vse odčitke. Odprite krmilne omare in si zapomnite (zapišite) stanje notranje indikacije, če obstaja. Stresite plošče, nameščene na matični plošči, kable in bloke v ohišju naprave. Morda bo težava izginila. In obvezno očistite hladilne radiatorje.

Včasih je smiselno preveriti napetost na kakšnem sumljivem indikatorju, še posebej, če gre za žarnico z žarilno nitko. Previdno preberite odčitke monitorja (zaslona), če so na voljo. Dešifrirajte kode napak. Oglejte si tabele vhodnih in izhodnih signalov v času nesreče, zapišite njihov status. Če ima naprava funkcijo beleženja procesov, ki se dogajajo z njo, ne pozabite prebrati in analizirati takega dnevnika dogodkov.

Ne bodite sramežljivi – povonjajte napravo. Ali obstaja značilen vonj po zažgani izolaciji? Posebno pozornost posvetite izdelkom iz karbolita in druge reaktivne plastike. Ne zgodi se pogosto, se pa zgodi, da se prebijejo in ta razpad je včasih zelo težko opaziti, še posebej, če je izolator črn. Zaradi svojih reaktivnih lastnosti se ta plastika ob izpostavljenosti visoki vročini ne zvija, kar otežuje tudi odkrivanje poškodovane izolacije.

Poiščite zatemnjeno izolacijo na navitjih relejev, zaganjalnikov in elektromotorjev. Ali obstajajo zatemnjeni upori ali drugi električni in radijski elementi, ki so spremenili svojo običajno barvo in obliko?

Ali so kondenzatorji nabrekli ali počeni?

Preverite, ali je v napravi voda, umazanija ali tujki.

Preverite, ali je konektor nagnjen ali blok/plošča ni popolnoma vstavljena na svoje mesto. Poskusite jih odstraniti in znova vstaviti.

Morda je kakšno stikalo na napravi v napačnem položaju. Gumb se je zataknil ali pa so premični kontakti stikala v vmesnem, nefiksnem položaju. Morda je izginil kontakt v kakšnem stikalu, stikalu, potenciometru. Vseh se dotaknite (pri izklopljeni napravi), premaknite jih, vklopite. Ne bo odveč.

Preverite mehanske dele izvršilnih organov za motnje - zavrtite rotorje elektromotorjev in koračnih motorjev. Po potrebi premaknite druge mehanizme. Primerjajte uporabljeno silo z drugimi podobnimi delovnimi napravami, če seveda obstaja taka možnost.

Preglejte notranjost naprave v delovnem stanju - morda boste opazili močno iskrenje v kontaktih relejev, zaganjalnikov, stikal, kar bo pomenilo previsok tok v tem tokokrogu. In to je že dober namig za odpravljanje težav. Pogosto je vzrok za takšno okvaro okvara senzorja. Ti posredniki med zunanjim svetom in napravo, ki jim služijo, se običajno nahajajo daleč onkraj meja samega telesa naprave. In hkrati običajno delujejo v bolj agresivnem okolju kot notranji deli naprave, ki so nekako zaščiteni pred zunanjimi vplivi. Zato vsi senzorji zahtevajo večjo pozornost. Preverite njihovo delovanje in si vzemite čas, da jih očistite umazanije. Končna stikala, različni zaklepni kontakti in drugi senzorji z galvanskimi kontakti so visoko prioritetni osumljenci. In na splošno vsak "suhi stik", tj. ni spajkan, bi moral postati element velike pozornosti.

In še nekaj - če je naprava dolgo služila, potem bodite pozorni na elemente, ki so najbolj dovzetni za kakršno koli obrabo ali spremembo svojih parametrov skozi čas. Na primer: mehanske komponente in deli; elementi, ki so med delovanjem izpostavljeni povečani toploti ali drugim agresivnim vplivom; elektrolitski kondenzatorji, katerih nekatere vrste sčasoma izgubijo kapaciteto zaradi sušenja elektrolita; vse kontaktne povezave; krmilniki naprave.

Skoraj vse vrste "suhih" kontaktov sčasoma izgubijo svojo zanesljivost. Posebno pozornost je treba nameniti posrebrenim kontaktom. Če je naprava dlje časa delovala brez vzdrževanja, priporočam, da pred začetkom poglobljenega odpravljanja napak opravite preventivno vzdrževanje kontaktov - jih posvetlite z navadno radirko in obrišete z alkoholom. Pozor! Nikoli ne uporabljajte abrazivnega brusnega papirja za čiščenje posrebrenih ali pozlačenih kontaktov. To je gotova smrt za konektor. Prevleka s srebrom ali zlatom je vedno narejena v zelo tanki plasti in jo je zelo enostavno zbrisati do bakra z abrazivom. Koristno je izvesti postopek samočiščenja kontaktov vtičnega dela konektorja, v strokovnem slengu "mati": večkrat priključite in odklopite konektor, vzmetni kontakti so rahlo očiščeni pred trenjem. Svetujem tudi, da se pri delu s kakršnimi koli kontaktnimi povezavami ne dotikajte z rokami - oljni madeži s prstov negativno vplivajo na zanesljivost električnega kontakta. Čistoča je ključ do zanesljivega delovanja kontaktov.

Najprej je treba na začetku popravila preveriti delovanje morebitne blokade ali zaščite. (V vsaki običajni tehnični dokumentaciji za napravo je poglavje z natančen opis ključavnice, ki se uporabljajo v njem.)

Po pregledu in preverjanju napajalnika ugotovite, kaj je najverjetneje pokvarjeno v napravi, in preverite te različice. Ne bi smeli iti naravnost v džunglo naprave. Najprej preverite vso periferijo, zlasti uporabnost izvršilnih organov - morda se ni pokvarila sama naprava, ampak kakšen mehanizem, ki ga nadzira. Na splošno je priporočljivo preučiti, čeprav ne do tankosti, celoten proizvodni proces, v katerem je udeležena zadevna naprava. Ko so očitne različice izčrpane, se usedite za svojo mizo, skuhajte čaj, postavite diagrame in drugo dokumentacijo za napravo in "rodite" nove ideje. Pomislite, kaj bi še lahko povzročilo to bolezen naprave.

Čez nekaj časa bi morali imeti določeno število novih različic. Tukaj priporočam, da ne hitite, da jih zaženete in preverite. Sedite nekje na mirnem mestu in razmislite o teh različicah glede na velikost verjetnosti vsake od njih. Izuri se v ocenjevanju takšnih verjetnosti in ko boš pridobil izkušnje s tako izbiro, boš začel popravljati veliko hitreje.

Najbolj učinkovit in zanesljiv način za preverjanje delovanja sumljive enote ali sklopa naprave je, kot že omenjeno, zamenjava z znano dobrim. Ne pozabite skrbno preveriti, ali so bloki popolni. Če preskušano enoto priključite na pravilno delujočo napravo, bodite, če je mogoče, na varni strani – preverite enoto za previsoke izhodne napetosti, kratek stik v napajalniku in napajalnem delu ter drugo možne okvare, kar lahko poškoduje delovno napravo. Zgodi se tudi nasprotno: priključite delovno ploščo donatorja na pokvarjeno napravo, preverite, kar ste želeli, in ko jo vrnete nazaj, se izkaže, da ne deluje. To se ne zgodi pogosto, vendar ne pozabite na to.

Če je bilo na ta način mogoče najti napačno enoto, potem bo tako imenovana "analiza podpisa" pomagala dodatno lokalizirati iskanje napake na določen električni element. To je ime metode, pri kateri serviser izvede inteligentno analizo vseh signalov, s katerimi "živi" testirano vozlišče. Preučevano enoto, vozlišče ali ploščo povežite z napravo s posebnimi podaljški-adapterji (ti so običajno priloženi napravi), tako da je prost dostop do vseh električnih elementov. V bližini postavite vezje in merilne instrumente ter vklopite napajanje. Zdaj primerjajte signale na kontrolnih točkah na plošči z napetostmi in oscilogrami na diagramu (v dokumentaciji). Če diagram in dokumentacija ne blestita s takšnimi podrobnostmi, si nabijte možgane. Tukaj bo prišlo prav dobro poznavanje načrtovanja vezij.

Če imate kakršne koli dvome, lahko na adapter "obesite" delujočo vzorčno ploščo z delujoče naprave in primerjate signale. Preverite z diagramom (z dokumentacijo) vse možne signale, napetosti, oscilograme. Če se ugotovi odstopanje katerega koli signala od norme, ne hitite sklepati, da je ta električni element pokvarjen. Morda to ni vzrok, ampak preprosto posledica drugega nenormalnega signala, ki je prisilil ta element, da ustvari lažni signal. Med popravilom poskusite zožiti iskanje in čim bolj lokalizirati napako. Ko delate s sumljivim vozliščem/enoto, pripravite teste in meritve zanj, ki bi zagotovo izključili (ali potrdili) vpletenost tega vozlišča/enote v to okvaro! Sedemkrat premislite, ko blok izključite iz nezanesljivosti. Vse dvome v tem primeru je treba razbliniti z jasnimi dokazi.

Poskuse vedno izvajajte inteligentno; metoda "znanstvenega vboda" ni naša metoda. Rekli so, naj potisnem to žico sem in vidim, kaj se bo zgodilo. Nikoli ne bodite kot taki "serviserji". Posledice vsakega poskusa je treba premisliti in nositi koristne informacije. Nesmiselni poskusi so izguba časa, poleg tega pa lahko kaj pokvariš. Razvijte svojo sposobnost logičnega razmišljanja, prizadevajte si videti jasne vzročno-posledične povezave pri delovanju naprave. Tudi delovanje pokvarjene naprave ima svojo logiko, za vse obstaja razlaga. Če lahko razumete in razložite nestandardno vedenje naprave, boste našli njeno napako. Pri popravilih je zelo pomembno jasno razumeti algoritem delovanja naprave. Če imate na tem področju vrzeli, preberite dokumentacijo, vprašajte vse, ki kaj vedo o problematiki, ki vas zanima. In ne bojte se vprašati, v nasprotju s splošnim prepričanjem to ne zmanjša vaše avtoritete v očeh vaših sodelavcev, ampak nasprotno, pametni ljudje bodo to vedno pozitivno cenili. Popolnoma nepotrebno si je zapomniti shemo vezja naprave, v ta namen je bil izumljen papir. Toda algoritem njegovega delovanja morate poznati na pamet. In zdaj že nekaj dni "tresete" napravo. Toliko smo ga preučili, da se zdi, kot da ni kam drugam. In večkrat so mučili vse sumljive bloke/vozlišča. Preizkušene so bile tudi na videz najbolj fantastične možnosti, a napaka ni bila najdena. Začenjate že rahlo postajati nervozni, morda celo panika. čestitke! Dosegli ste vrhunec te prenove. In edino, kar tukaj lahko pomaga, je ... počitek! Samo utrujeni ste in si morate oddahniti od dela. Kot pravijo izkušeni, so tvoje oči zamegljene. Zato opustite delo in popolnoma odklopite svojo pozornost od naprave, ki jo imate. Lahko opravljate drugo delo ali pa ne delate nič. Toda na napravo morate pozabiti. Toda ko se boste spočili, boste sami začutili željo po nadaljevanju bitke. In kot se pogosto zgodi, boste po takem odmoru nenadoma videli tako preprosto rešitev problema, da boste neverjetno presenečeni!

Toda s tretjo vrsto okvare je vse veliko bolj zapleteno. Ker so motnje v delovanju naprave običajno naključne, pogosto traja veliko časa, da ujamemo trenutek, ko pride do okvare. Posebnosti zunanji pregled v tem primeru gre za kombinacijo iskanja možnega vzroka okvare in izvajanja preventivnega vzdrževanja. Za referenco je tukaj seznam nekaterih možnih vzrokov za napake.

Slab stik (najprej!). Očistite konektorje naenkrat v celotni napravi in ​​natančno preglejte kontakte.

Pregrevanje (kot tudi prehlajenje) celotne naprave, ki ga povzroči povišana (nizka) temperatura okolja ali pa ga povzroči dolgotrajno delovanje z visoko obremenitvijo.

Prah na ploščah, komponentah, blokih.

Hladilni radiatorji so umazani. Okvare lahko povzroči tudi pregrevanje polprevodniških elementov, ki jih hladijo.

Motnje v napajanju. Če napajalni filter manjka ali je odpovedal ali njegove filtrirne lastnosti niso zadostne za dane pogoje delovanja naprave, bodo motnje v njegovem delovanju pogosti gostje. Napake poskusite povezati z vključitvijo nekega bremena v isto električno omrežje, iz katerega se naprava napaja, in s tem poiskati krivca za motnjo. Morda je okvarjen omrežni filter v sosednji napravi ali kakšna druga napaka na njej in ne na napravi v popravilu. Če je mogoče, napravo nekaj časa napajajte iz brezprekinitvenega napajalnika z dobro vgrajeno prenapetostna zaščita. Napake bodo izginile - poiščite težavo v omrežju.

In tukaj, kot v prejšnjem primeru, največ učinkovit način popravilo je metoda zamenjave blokov z znano dobrimi. Pri zamenjavi blokov in sklopov med enakimi napravami skrbno zagotovite, da so popolnoma enaki. Bodite pozorni na prisotnost osebnih nastavitev v njih - različni potenciometri, prilagojena induktivna vezja, stikala, mostički, mostički, programski vložki, ROM z različne različice vdelana programska oprema Če obstajajo, potem se za zamenjavo odločite po pretehtanju vseh morebitnih težav, ki lahko nastanejo zaradi nevarnosti motenj v delovanju enote/sklopa in naprave kot celote, zaradi razlik v teh nastavitvah. Če še vedno obstaja nujna potreba po takšni zamenjavi, znova konfigurirajte bloke z obveznim zapisom prejšnjega stanja - to bo koristno pri vrnitvi.

Zgodi se, da so bile zamenjane vse plošče, bloki in komponente, ki sestavljajo napravo, vendar napaka ostaja. To pomeni, da je logično domnevati, da je napaka v preostalem obrobju v kabelskih snopih, ožičenje znotraj kakšnega konektorja je odpadlo, morda je okvara na hrbtni plošči. Včasih je krivec zagozden konektorski zatič, na primer v škatli za kartice. Pri delu z mikroprocesorskimi sistemi včasih pomaga večkratno izvajanje testnih programov. Lahko so zanke ali konfigurirani za veliko število ciklov. Poleg tega je bolje, če so specializirani testni in ne delujoči. Ti programi znajo zabeležiti okvaro in vse podatke, ki jo spremljajo. Če veste, kako, sami napišite tak testni program in se osredotočite na določeno napako.

Zgodi se, da ima pogostost okvare določen vzorec. Če je napako mogoče časovno uskladiti z izvedbo določenega procesa v napravi, potem imate srečo. To je zelo dober vir za analizo. Zato vedno skrbno spremljajte okvare naprave, opazite vse okoliščine, v katerih se pojavijo, in jih poskusite povezati z delovanjem katere od funkcij naprave. Dolgotrajno opazovanje pokvarjene naprave v tem primeru lahko ponudi ključ do rešitve skrivnosti okvare. Če ugotovite, da je pojav okvare odvisen od, na primer, pregrevanja, povečanja / zmanjšanja napajalne napetosti ali vibracij, bo to dalo nekaj predstave o naravi okvare. In potem - "naj iskalec najde."

Metoda zamenjave nadzora skoraj vedno prinaša pozitivne rezultate. Toda na ta način najden blok lahko vsebuje veliko mikrovezij in drugih elementov. To pomeni, da je mogoče obnoviti delovanje enote z zamenjavo samo enega, poceni dela. Kako v tem primeru še lokalizirati iskanje? Tudi tukaj ni vse izgubljeno, obstaja več zanimivih tehnik. Z analizo podpisov je skoraj nemogoče odkriti napako. Zato bomo poskušali uporabiti nekaj nestandardnih metod. Blok je treba sprovocirati do odpovedi pod določenim lokalnim vplivom nanj, hkrati pa je potrebno, da se trenutek manifestacije odpovedi lahko veže na določen del bloka. Obesite blok na adapter/podaljšek in ga začnite mučiti. Če sumite na mikrorazpoko na plošči, jo lahko poskusite pritrditi na trdno podlago in deformirati le majhne dele njene površine (vogale, robove) in jih upogniti v različnih ravninah. In hkrati opazujte delovanje naprave - ulovite napako. Lahko poskusite z ročajem izvijača udariti po delih plošče. Ko se odločite za območje plošče, vzemite lečo in previdno poiščite razpoko. Ne pogosto, včasih pa je še vedno mogoče odkriti napako in, mimogrede, mikrorazpoka ni vedno krivec. Veliko pogostejše so napake pri spajkanju. Zato je priporočljivo ne le upogniti samo ploščo, temveč tudi premakniti vse njene električne elemente, pri čemer natančno opazujete njihovo spajkano povezavo. Če je malo sumljivih elementov, lahko preprosto spajkate vse naenkrat, tako da v prihodnosti s tem blokom ne bo več težav.

Toda če obstaja sum, da je vzrok okvare kateri koli polprevodniški element na plošči, ga ne bo lahko najti. Toda tudi tukaj lahko rečete, da obstaja nekoliko radikalen način za izzivanje okvare: v delovnem stanju segrejte vsak električni element po vrsti s spajkalnikom in spremljajte obnašanje naprave. Spajkalnik je treba nanesti na kovinske dele električnih elementov skozi tanko sljudno ploščo. Segrejte na približno 100-120 stopinj, čeprav je včasih potrebno več. V tem primeru seveda obstaja določena verjetnost, da še dodatno poškodujete kakšen »nedolžen« element na plošči, a ali se v tem primeru splača tvegati, presodite sami. Lahko poskusite obratno, hlajenje z ledom. Prav tako ne pogosto, vendar lahko vseeno poskusite na ta način, kot pravimo, "izberi hrošča." Če je zelo vroče in če je seveda mogoče, potem zamenjajte vse polprevodnike na plošči. Vrstni red zamenjave je v padajočem vrstnem redu energije in nasičenosti. Zamenjajte več blokov hkrati, občasno preverjajte delovanje bloka glede napak. Poskusite temeljito spajkati vse električne elemente na plošči, včasih že samo ta postopek vrne napravo v zdravo življenje. Na splošno pri tovrstni okvari ni mogoče nikoli zagotoviti popolne obnovitve naprave. Pogosto se zgodi, da ste pri odpravljanju napak pomotoma premaknili kakšen element, ki je imel šibek stik. V tem primeru je okvara izginila, vendar se bo najverjetneje ta stik čez čas spet pojavil. Popravilo okvare, ki se redko zgodi, je nehvaležna naloga, zahteva veliko časa in truda, prav tako ni nobenega zagotovila, da bo naprava popravljena. Zato mnogi obrtniki pogosto zavrnejo popravilo tako muhastih naprav in, odkrito povedano, tega jim ne zamerim.

V tem članku bomo govorili o mikrovezjih, kakšne vrste obstajajo, kako so zasnovane in kje se uporabljajo. Na splošno je v sodobni elektronski tehnologiji težko najti napravo, ki ne uporablja mikrovezij. Tudi najcenejše kitajske igrače uporabljajo različne ravninske čipe, napolnjene s spojino, ki so jim dodeljene nadzorne funkcije. Poleg tega vsako leto postajajo vse bolj zapleteni znotraj, a enostavnejši za upravljanje in manjši navzven. Lahko rečemo, da se mikrovezja stalno razvijajo.

Mikrovezje je elektronska naprava ali njen del, ki lahko opravlja določeno nalogo. Če bi bilo treba rešiti takšen problem, ki ga rešujejo številna mikrovezja, z uporabo diskretnih elementov, z uporabo tranzistorjev, potem bi naprava namesto majhnega pravokotnika, ki meri 1 centimeter x 5 centimetrov, zasedla celotno omarico in bi bila veliko manjša. zanesljiv. Ampak takole so izgledali računski stroji pred pol sto leti!

Elektronska krmilna omarica - fotografija

Seveda za delovanje mikrovezja ni dovolj, da ga preprosto napajate, potrebujete tudi tako imenovani " body kit”, torej tiste pomožne dele na plošči, skupaj s katerimi lahko mikrovezje opravlja svojo funkcijo.

Chip body kit - risba

Na zgornji sliki je samo mikrovezje označeno z rdečo; vsi drugi deli so njegovi " body kit" Zelo pogosto se mikrovezja med delovanjem segrejejo, to so lahko mikrovezja za stabilizatorje, mikroprocesorje in druge naprave. V tem primeru, da preprečite izgorevanje mikrovezja, ga morate pritrditi na radiator. Mikrovezja, ki se morajo med delovanjem segreti, so zasnovana takoj s posebno ploščo hladilnega telesa - površino, ki se običajno nahaja na hrbtni strani mikrovezja, ki se mora tesno prilegati radiatorju.

Toda v povezavi, tudi s skrbno poliranim radiatorjem in ploščo, bodo še vedno mikroskopske vrzeli, zaradi česar se bo toplota iz mikrovezja manj učinkovito prenašala na radiator. Za zapolnitev teh vrzeli se uporablja toplotno prevodna pasta. Isti, kot ga nanesemo na računalniški procesor, preden nanj pritrdimo radiator. Ena najbolj razširjenih past je KPT–8.

Ojačevalnike na mikrovezjih je mogoče spajkati v dobesedno 1-2 večerih in začnejo delovati takoj, brez potrebe po zapleteni nastavitvi in ​​visokokvalificiranih sprejemnikih. Ločeno bi rad povedal o mikrovezjih avtomobilskega ojačevalnika, včasih je iz karoserije dobesedno 4-5 delov. Za sestavljanje takšnega ojačevalnika z nekaj previdnosti sploh ne potrebujete tiskanega vezja (čeprav je zaželeno) in vse lahko sestavite s površinsko nameščeno instalacijo, neposredno na nožice mikrovezja.

Res je, da je po montaži bolje, da takšen ojačevalnik takoj postavite v ohišje, ker je takšna zasnova nezanesljiva in v primeru nenamernega kratkega stika žic lahko mikrovezje zlahka zažge. Zato vsem začetnikom priporočam, da izdelavi tiskanega vezja namenijo malo več časa.

Regulirane napajalnike na osnovi stabilizatorskih čipov je še lažje izdelati kot podobne napajalnike na osnovi tranzistorjev. Poglejte, koliko delov nadomesti preprosto mikrovezje LM317:

Mikrovezja na tiskanih vezjih v elektronskih napravah se lahko prispajkajo bodisi neposredno na tiskalne tirnice bodisi v posebne vtičnice.

Vtičnica za globok čip - fotografija

Razlika je v tem, da bomo morali v prvem primeru za zamenjavo mikrovezja najprej odspajkati. In v drugem primeru, ko mikrovezje vstavimo v vtičnico, moramo le odstraniti mikrovezje iz vtičnice in ga je mogoče enostavno zamenjati z drugim. Tipičen primer zamenjave mikroprocesorja v računalniku.

Tudi, če na primer sestavljate napravo na mikrokontrolerju na tiskanem vezju in niste predvideli programiranja v vezju, lahko, če v ploščo ne spajkate samega čipa, temveč vtičnico, v katero vstavite, nato pa lahko čip odstranite in priključite na posebno programsko ploščo.

Takšne plošče že imajo vtičnice spajkane v različna ohišja mikrokontrolerjev za programiranje.

Analogna in digitalna mikrovezja

Mikrovezja se proizvajajo različne vrste, so lahko analogni ali digitalni. Prvi, kot že ime pove, delujejo z analogno obliko signala, drugi pa z digitalno obliko signala. Analogni signal ima lahko različne oblike.

Digitalni signal je zaporedje enic in ničel, signalov visoke in nizke ravni. Visoka raven je zagotovljena z uporabo 5 voltov ali napetosti, ki je blizu te napetosti na nožici, nizka raven je odsotnost napetosti ali 0 voltov.

Obstajajo tudi mikrovezja ADC (analogno digitalni pretvornik) In DAC (digitalno-analogni pretvornik), ki pretvarja signal iz analognega v digitalnega in obratno. Tipičen primer ADC se uporablja v multimetru za pretvorbo izmerjenih električnih veličin in njihov prikaz na zaslonu multimetra. Na spodnji sliki je ADC črna kapljica s tiri, ki se približujejo z vseh strani.

Mikrokontrolerji

Relativno nedavno se je v primerjavi s proizvodnjo tranzistorjev in mikrovezij začela proizvodnja mikrokontrolerjev. Kaj je mikrokrmilnik?

To je poseben čip, ki se lahko proizvaja v obeh Dip torej v SMD izvajanje, v pomnilnik katerega se lahko zapiše program, ti Hex mapa. To je prevedena datoteka vdelane programske opreme, ki je napisana v posebnem urejevalniku programsko kodo. Vendar ni dovolj, da napišete vdelano programsko opremo, morate jo prenesti, vnesti v pomnilnik mikrokontrolerja.

Programer - fotografija

Služi za ta namen programer. Kot mnogi vedo, jih je veliko različni tipi mikrokontrolerji - AVR, PIC in drugi, za različne tipe potrebujemo različne programerje. Obstaja tudi in vsak bo lahko našel in izdelal takšnega, ki bo ustrezal njegovemu nivoju znanja in zmožnostim. Če programatorja ne želite narediti sami, lahko kupite že pripravljenega v spletni trgovini ali ga naročite na Kitajskem.

Zgornja slika prikazuje mikrokrmilnik v ohišju SMD. Kakšne so prednosti uporabe mikrokontrolerjev? Prej smo pri načrtovanju in sestavljanju naprave z uporabo diskretnih elementov ali mikrovezij določili delovanje naprave prek specifične, pogosto zapletene povezave na tiskanem vezju z uporabo številnih delov. Sedaj moramo samo še napisati program za mikrokrmilnik, ki bo programsko delal isto stvar, pogosto hitreje in zanesljiveje kot vezje brez uporabe mikrokrmilnikov. Mikrokrmilnik je cel računalnik, z I/O vrati, možnostjo povezovanja zaslona in senzorjev ter nadzora drugih naprav.

Seveda se izboljšanje mikrovezij ne bo ustavilo pri tem in domnevamo lahko, da bodo čez 10 let dejansko obstajala mikrovezja iz besede " mikro" - očesu nevidno, ki bo vsebovalo milijarde tranzistorjev in drugih elementov, velikosti več atomov - potem bo ustvarjanje najbolj zapletenih elektronskih naprav resnično postalo dostopno tudi ne zelo izkušenim radioamaterjem! Naš kratek pregled je prišel do konec, bili smo s teboj AKV.

Razpravljajte o članku MIKROVEZJA