1、 数字电路常见故障类型与检测方法及技巧分析摘要：随着近几年科学技术的不断创新和发展，数字电路也是越来越被广泛的应用到各个领域中。因此，如何解决数字电路中常见的故障也成了现在亟须解决的问题。下面笔者就针对数字电路中常出现的一些故障及如何解决这些故障做出详细的分析、说明。关键词：数字电路 常见故障 检测方法 技巧分析中图分类号：tn407 文献标识码：a 文章编号：1007-9416(2012)02-0167-02随着数字电路的广泛应用和推广，作为教育工作者的我们不但要能对数字电路的理论知识进行讲解，同时也要具备对数字电路中出现的故障进行分析，从而进一步解决的能力。只有这样才能不断提高我们的教学水
2、平和更好地培养学生。1、数字电路产生故障的原因数字电路出现故障的类型很多，主要包括客观故障和主观故障两种。即一种是由电路中本身的元件的老化等所产生的故障，而另一种是由人为的疏忽产生的故障。下面就从产生故障的主观性和客观性，来对数字电路中常出现的两种故障进行分析。1.1 客观性产生的故障1.1.1 电子元件的参数发生变化电子元件的参数在数字电路中所起的作用是非常重要的，细微的偏差都会产生很大的变动。因此，在数字电路中电子元件的参数发生变化，一定会使数字电路出现故障。由于电子元件在使用过程中会出现老化，进而导致电子元件参数下降。除此之外，温度的变化也会导致电子元件参数发生变化。1.1.2 电子元件
3、、器件等的不良接触数字电路是由若干电子元件、器件组成的电路。因此，各个元件、器件接触的情况也会引发数字电路出现故障。由电子元件、器件接触不良引发数字电路发生故障的情况很多。例如，插件的松动、焊点被氧化、焊接不牢靠等。而这些情况都会造成电路板故障。1.1.3 信号线的损坏信号线在电路板中所起的作用也是不容忽视的，信号线是电路板能否正常工作的保障之一。但是由于电路板经常受潮湿和大电流等的影响，因此，就会导致信号线经常出现短路、烧损、断路等现象。信号线的损坏就会导致数字电路板无法处于正常的工作状态。1.1.4 工作环境恶劣由于电路板是由很多电子元件、器件组接而成的，又因为这些元件、器件的性能受环境的
4、影响很大。因此，当电路的工作环境比较恶劣，如，潮湿、电磁场等环境，都会使得电子元器件的性能有所改变，由此也就改变了电路板的工作状态，使之出现故障。1.1.5 使用过期的元器件当元器件出现老化等现象时，它们的参数也会随之发生变化。因此使用一些过期的元器件，就会造成数字电路板无法正常进行工作，从而导致了电路板故障。1.2 主观性产生的故障1.2.1 不合理的设计产生的故障由于数字电路板是由很多电子元器件组合而成的，因此任何一个元器件的选择和使用情况，都会对整个电路板造成很大的影响。如果选择的元器件的参数不合适，或者是在组合装配上出现错误，都会使数字电路板出现故障。1.2.2 线路连接产生的故障线路
5、连接是保证电路板正常工作的重要保障之一，因为电路板中的元器件较多，这就使得线路的连接非常复杂，也不容易操作。线路连接的错误通常会导致线路之间的短路，从而使电路板出现故障。2、数字电路中常见的故障分析对数字电路的常见故障进行分类，主要可以分为两类。一类是逻辑故障，也就是数字电路中一些逻辑值由于故障发生变化，与规定的逻辑值之间出现偏差，甚至相反的现象。另一类就是非逻辑故障，指逻辑故障之外的其它故障。下面就针对数字电路中的逻辑故障来进行如下的分析。2.1 固定电平故障所谓电平故障就是指某处的逻辑电平值保持为固定电平值。当在同一时间只考虑一个电平故障时，就成为固定电平故障。在数字电路的内部故障中，都可
6、以归为输入端和输出端的固定电平故障，这在一般数字电路中也得到了推广。2.2 桥路故障桥路故障是信号线的接插短路和电路工艺的不完善、松动，或者是有过长的裸线等造成的故障。主要包括两种类型：第一种是由于输入信号之间，或者是门电路输入信号之间的桥接造成的故障。另一种则是由反馈桥接造成的故障。主要表现为输入信号和输出信号之间的桥接造成的故障。2.3 固定开路故障这类故障是发生在 cmos 电路中的。例如，当 cmos 电路或非门正常工作时，电路应该能够完成或非门的功能。当电路出现既不接电源，也不接地的高阻状态时就成为固定开路故障。2.4 信号延迟故障有时即使电路结构没有任何的故障，电路也不会正常的工作
7、，这时就要考虑可能是由信号延迟引发的故障。而由信号延迟所引起的故障我们通常称为延迟故障。所谓的延迟故障，就是指电路中由于各个元件的延迟变化、脉冲信号参数的变化等所产生的各种故障。2.5 软故障所谓的软故障就是指由电子元件、器件的参数，或者性能的不稳定，以及电路某一方面的原因等，使电路产生不稳定的现象。产生这类故障的原因有很多，例如，元器件的老化、参数的改变、性能的不稳定等。这类故障有较强的随机性和偶然性，造成这类故障的因素也有很多。例如，环境的潮湿、较强的电磁环境、电源的干扰等。由于这类故障产生的原因很多，因此在排查的过程中也是非常的困难的。3、数字电路故障的检测方法3.1 直接观察检测法这种
8、检测法是指不采用任何的辅助仪器、设备，而是通过直接观察电路来发现问题，找寻解决故障的方法。观察主要包括静态观察和动态观察（通电后观察）这两种观察方法。静态观察是指：查看器件是否插好、插对；电源是否接入电路板中；引脚是否弯折；输入端是否都已经处理好；线路是否正确的接入到电路板中，是否有短路现象；查看器件是否有发烫、发出异味、冒烟的情况。而动态观察法则是查看脉冲是否被接入到电路板中。这种方法可用于对数字电路中出现故障的初步检测，如果电路中出现这种非常明显的故障就可以直接被检测出来了。3.2 分块测试法如果通过直接观察的方法没有检测出故障，可以考虑用分块测试的方法。分块测试法是指根据电路的结构、功能
9、等，把电路分成若干几个独立的电路，然后再通电分别进行测试，找出有故障的那部分电路。针对有故障的部分再采用相应的措施来找出具体位置。例如，计数译码显示电路，就可以根据它的特点把它分成两个部分。即计数器电路和译码显示电路。我们可以先检测计数器电路，如果计数器电路能够正常工作，再检测译码显示电路。采用这种检测方法可以大大提高检测的速度和效率。3.3 对比替代检测法当大概知道哪一部分电路有故障的时候，可以通过对该部分电路中的个点信号进行检测，然后在通过与正常电路相比较，找出电路中有故障的信号，从而对故障的原因进行分析和解决。但有时候很难发现电路的故障，这时我们就可以采用替代法来检测电路的故障。所谓的替
10、代法就是把电路中的电子元器件用同样型号、优质的器件来替代，然后再观察电路是否能够正常工作。为了安全起见，应用此方法时一定要在断电的情况下更换器件。3.4 电阻检测方法如果器件出现冒烟、散发出异味等明显异常现象时，应该马上切断电源，以免故障进一步的扩大。为了判断电路是否有短路现象，我们通常采用的就是电阻检测的方法。除此之外，采用电阻检测法还可以检测出底板内部和电路连线之间是否有接触不良和短路等现象。3.5 波形检测方法我们还可以通过用示波器对各级的输出波形进行检测，观察所输出的波形是否正常，以此来检测出电路的故障。这种方法被广泛的用在脉冲电路中。4、结语数字电路的广泛应用和推广，大大改善了我国各
11、个科技领域的发展。数字电路这一门学科也早已成为各工科专业学生必修的课程之一。因此，在数字电路的教学中难免会遇到各种各样的问题，而电路中的一些故障就是比较常见的问题之一。本文作者希望通过对数字电路产生故障的原因、常见的故障分析和检测方法的阐述给置身于数字电路教学的教育工作者一些帮助。参考文献1胡文君.设备故障诊断技术的现状与发展j.后勤工程学院学报,2004(2)2吴翠娟.现代大型设备故障智能诊断技术的现状与展望j.电子技术应用,2003.3forsyth,r.expert systems- principles and case studies，chapman and hall,19844叶春.数字电路故障诊断专家系统的研制,中国科学院电工研究所研究生硕士学位论文,1989,15黎飞,周继承,肖庆中.一种数字电路的桥接故障诊断方法j.科学技术与工程,2007(14)6于云华,石寅.数字集成电路故障测试策略和技术的研究进展j.电路与系统学报,2004,(03).
