Таблица 4.2

Рисунок 4.2 – Цоколевки наиболее распространенных маломощных транзисторов

Рисунок 4.3 – Проверка исправности переходов транзистора

1.3 Проверка исправности резисторов

Резисторы являются наиболее надежными компонентами логических

элементов. Контроль резисторов при помощи омметра необходимо производить

39

при отключенном от схемы резисторе. При замене резисторов производят про-

верку соответствия маркировки его истинному значению.

1.4 Проверка исправности конденсаторов

Конденсатор проверяется при помощи омметра следующим образом:

прибор подключается к разряженному конденсатору(предварительно выводы конденсатора кратковременно закорачиваются), при этом в первый момент времени должно наблюдаться значительное отклонение стрелки прибора, а за-

тем постепенное ее возвращение до значения сопротивления утечки, которое должно быть не менее 1 МОм.

Для бумажных конденсаторов производится два измерения при обоих ва-

риантах подключения прибора, для электролитических – одно измерение при прямой полярности подключения прибора.

Следует иметь в виду, что первоначальное отклонение стрелки прибора существенно заметно лишь для конденсаторов, имеющих величину емкости

C >1000 мкФ, а в логических элементах, как правило, используются конденса-

торы с емкостью менее 1мкФ. Поэтому они проверяются омметром, в основном на сопротивление утечки.

З а д а н и е3 Произвести контроль выданных сопротивлений и конден-

саторов и сделать вывод о их состоянии.

2 Контроль работоспособности логических элементов

Логический элемент (рисунок 4.4) представляет собой устройство, име-

ющее n входов и один выход, которое реализует функцию алгебры логики f от n переменных.

Неисправный логический элемент вместо функции f реализует некото-

рую функцию неисправности fi . Функция fi отличается от функции f по со -

40

Рисунок 4.4 Логический элемент

стоянию выхода хотя бы на одном наборе входных переменных. Каждой воз-

можной неисправности соответствует определенная функция неисправности fi .

Неисправности называются эквивалентными (неразличимыми по состоя-

нию выхода), если им соответствуем одна и та же функция неисправности.

Проверка исправности логического элемента осуществляется при помощи теста. Проверяющий тест логического элемента состоит из минимального числа наборов входных переменных, на которых можно отличить функцию исправно-

го элемента f от всего множества возможных функций неисправностейfi

Длина теста L , т. е. число наборов, входящих в него, для элемента с n входами равна n + 1 .

Проверка логического элемента при помощи теста производитсясле дующим образом. На выходы элемента поочередно подаются наборы входных переменных, составляющие тест. На каждом наборе определяется значение вы-

хода элемента, которое сравнивается со значением на этом же наборе функций исправного элемента. Элемент является исправным только в том случае, если на всех тестах эти значения совпадают.

Логический элемент может быть проверен при помощи теста, содержаще-

го все множество входных переменных. Такой тест называется тривиальным.

Однако в любом случае целесообразно находить и использовать минимальный тест.

Анализ неисправностей логического элемента и построение минимально-

го проверяющего теста производится в следующем порядке:

1 Вычерчивается полная схема логического элемента. В качестве примера рассматривается элемент с двумя входами, реализующий функции ИЛИ-НЕ

41

(рисунок 4.5).

Рисунок 4.5 – Принципиальная схема логического элемента 2ИЛИ-НЕ

2 Составляется перечень возможных неисправностей элемента, каждой из которых ставится в соответствие функция неисправностиfi . Для рассматри-

ваемого элемента выделяем следующие неисправности: f1 — обрыв цепи эмиттера;

f2 — обрыв цепи базы;

f3 — обрыв цепи коллектора;

f4 — обрыв цепи сопротивления R 3 ; f5 — обрыв цепи сопротивления R4 ;

f6 — короткое замыкание между эмиттером и коллектором; f7 — короткое замыкание между эмиттером и базой;

f8 — короткое замыкание между базой и коллектором; f9 — обрыв цепи сопротивления R1 ;

f10 — обрыв цепи сопротивления R 2 .

3 Составляется таблица функций неисправностей(ТФН) логического элемента, в которой записываются значения выходной функции на всех набо-

рах входных переменных для исправного состояния элемента f и для всех его неисправных состояний элемента fi . Для рассматриваемого в качестве приме-

ра элемента ИЛИ-НЕ ТФН представлена в таблице 4.3.

42

Таблица 4.3

4 По приведенной ТФН определяются множества неразличимых(эквива-

лентных) неисправностей и соответствующие им функции неисправностей. В

таблице 4.3 неразличимые функции имеют одинаковое заполнение столбцов.

Такими являются:

f1 = f2 = f3 = f7 = f1' ; f4 = f5 = f6 = f8 = f4'.

Производится минимизация исходной ТФН(таблица 4.3). Сокращенная ТФН логического элемента представлена в таблице4.4, в которой множества эквивалентных неисправных состояний элемента обозначены как

5 По таблице различимых неисправностей составляется тест проверки ло-

гического элемента. Задача составления теста состоит в получении минималь-

ного количества входных наборов, на которых функцию исправного элемента

43

f можно отличать от всех функций неисправностей fi . Для решения этой за-

дачи вводится проверяющая функция

чений функции f со значениями каждой функции fi , в результате чего нахо-

дятся проверяющие функции ji , состоящие из наборов входных переменных,

на которых функции f и fi принимают противоположные значения. Затем со-

ставляется общее выражение теста проверки, в котором все входные перемен-

ные проверяющих наборов соединяются знаками дизъюнкции, а множество проверяющих функций (наборов) в проверяющем тесте соединяются знаками конъюнкции.

Например, функцию fi можно отличить от f на любом из следующих наборов, входящих в проверяющее множество, – 1, 2 или 3, где 1, 2, 3 –

десятичные эквиваленты соответствующих входных наборов. Следовательно, в

тест проверки достаточно включить один(любой) из этих наборов: 1 Ú 2 Ú 3 .

Функция f4 отличается от f только на наборе0, функция f9 – на наборе 1,

функция f10 – на наборе 2.

Записываем выражение для проверяющего теста, где найденные прове-

ряющие функции соединяем в общем выражении теста знаками конъюнкции:

Tп = (1 Ú 2 Ú 3) Ù 0 Ù 1 Ù 2.

Полученное выражение минимизируется с использованием законов - ал гебры логики, и находится все множество проверяющих тестов:

Tп = (0 Ù1 Ù 2) Ú (0 Ù1 Ù 2 Ù 3).

44