Экзаменационный билет № 18

1.Ручные инструментальный средства. Номенклатура, характеристики.

По-видимому, первыми образцами приборов, специально предназначенных для поиска неисправнос­тей в цифровых схемах, были логический пробник, ло­гический пульсатор, индикатор тока и логический ком­паратор. За исключением логического компаратора, они применяются либо для возбуждения, либо для контро­ля отдельных узлов в логической системе и помогают определить логическое состояние узла и его работоспо­собность. Ручные средства применяются в отдельности при проверке системы или совместно для реализации проверок по принципу «стимул-реакция». Обычно их питание осуществляется от проверяемой системы, а кон­структивно ручные средства оформлены как небольшие и очень удобные приборы.

Кроме перечисленных логического пробника, пульса­тора и индикатора тока имеются логические клипсы и компараторы. Они применяются для функционального контроля одной микросхемы при работе ее в системе. Логическая клипса надевается на проверяемую ИС и получает питание от вывода самой ИС. Логическая схе­ма внутри клипсы определяет полярность питания, а светодиоды на торце клипсы показывают логические состояния выводов ИС. Логическая клипса может про­верять одно логическое семейство, например ТТЛ, и да­же с ограничениями внутри семейства из-за большого разнообразия способов подключения питания и значи­тельного числа типов корпусов ИС. Например, клипса может проверять ИС в корпусах типа DIP (с двусто­ронним расположением выводов), имеющих 14 или 16 выводов. Даже среди микросхем с такими корпусами клипса может проверять не все микросхемы. Внутри клипсы имеется схема с довольно ограниченными воз­можностями, поэтому быстрые импульсные события на выводах проверяемой микросхемы нельзя видеть на светодиодах, индицирующих состояния этих выводов. Боль­шинство ограничений, свойственных логической клипсе, устранено в логическом компараторе, который восприни­мает сигналы от проверяемой микросхемы через пас­сивную клипсу и плоский кабель. В компаратор поме­щается ИС, аналогичная проверяемой, и любые разли­чия в работе двух микросхем индицируются на светодиодах. Обе микросхемы работают параллельно, но выходы микросхемы, находящейся в компараторе, действуют только в самом компараторе для получения и последующей индикации сигналов «правильно/непра­вильно». Обычно логические компараторы оснащаются платой персонификации для каждой проверяемой мик­росхемы; эта плата настраивает прибор и дает инфор­мацию о выводах питания, входах и выходах. Логичес­кий компаратор универсальнее логической клипсы и может проверять большинство микросхем семейства элементов при наличии панелек для эталонных микро­схем и кабелей для разных типов корпусов.

Ограниченные возможности ручных инструментальных средств

Логические пробники и пульсаторы, индикаторы то­ка и логические компараторы продолжительное время доминировали в качестве инструментальных средств по­иска неисправностей в цифровых схемах. Однако им свойственны ограничения в том смысле, что пульсатор может возбуждать одновременно только ограниченное число узлов в системе, а логический пробник проверяет только один узел. Пробник может дать полезную инфор­мацию о статическом состоянии узла или показать на­личие импульсов в цепи, однако он не может дать со­держательной информации о последовательностях им­пульсов. Ручные инструментальные средства играют важную роль при анализе отказов в обычных логичес­ких схемах, но они почти бесполезны при анализе систем с шинной структурой, где информация обновляется по­следовательно во времени на большом числе линий од­новременно. Чтобы разобраться в работе микропроцес­сорной системы, исследователю требуются приборы, ко­торые фиксируют и индицируют в удобной форме инфор­мацию со многих линий и могут выделить нужную ему информацию. Очевидно, что простым инструментальным средствам такие функции недоступны, что привело к необходимости разработки аппаратуры, предназначенной для поиска неисправностей в сложных системах с шин­ной структурой.