浅析数字电路故障的检测和诊断
摘要：本文充分结合数字电路的基本特点，对其故障特征及其诊断进行了介绍，并重点分析了数字电路故障的检测技术和排除办法，以及故障诊断的过程和相关技术。
关键词：数字电路 故障检测 诊断
中图分类号：TP331文献标识码：A文章编号：1007-9416(2012)01-0162-01
做好电路的故障诊断对于数字电路的设计与生产过程意义重大，其对于有效修复芯片模板上存在的缺陷，对故障冗余系统进行重置，改进生产工艺，科学分析故障检测方法最终取得的效果等方面都具有积极意义。目前，应用过去的常规仪表以及人工分析方法已很难适应时代发展需求。这就需要我们认真分析数字电路故障的检测和诊断方法。
1、数字电路的基本特点和故障特征
数字信号的特点是在时间、数值方面均为离散的信号。能够对这些离散信号进行变换和处理的电路称为数字电路。在数字电路中表达信息的通常使用拥有两种状态的元器件来完成。电路单元相对十分简单。其中各个元器件参数值的相对较为分散。
根据逻辑功能分类，数字电路有两种：组合逻辑电路以及时序逻辑电路。其中，组合逻辑电路主要组成部分是各类门电路，在电路的输入端与输出端无反馈连线。其在某一时间点的输出仅与该时间点上的输入信号存在关联，而同电路原来的输出状态不存在关联，这说明该电路缺少记忆功能。与组合逻辑电路不同，时序逻辑电路主要组成部分是具有存贮功能的触发器电路，其状态表达以及记忆方式主要通过该电路来实现和完成。
数字电路故障的查找需要满足的首要条件是拥有理想的示波器以及信号源。理想状态下示波器频率要在10MHz以上，并且最好使用双踪示波器，以全面观察电路的输入波形、输出波形以及相位关系等。在故障查找过程中，根据需求逐项检测，在有效分析输出结果的同时，再进行动态测试，以使故障最小化。对于非周期性信号，需要使用逻辑分析仪以及相关辅助设备实现对各处状态的观察目的。
在数字电路中，测试对象相对复杂，具体表现为以下几个方面：
从电路的输入和输出变量上看，少则几十个，多则上百个，数量庞大；从电路的响应上看，其既有组合逻辑电路，更有较多的时序逻辑电路；从芯片结构上看，各类门电路和记忆元件与模拟集成电路相同，全部位于芯片之中。这就直接决定了无法直接对逻辑电平进行测量，更无法直观地观察电路的输入波形和输出波形。惟一的办法就是在芯片外部测量。为此，我们需要一套切实可行的测试方法，最终实...
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