Цифрові мікросхеми. Типи логіки, корпуси. Як «відкрити» мікросхему і що вона має всередині? Аналогові та цифрові мікросхеми

Набір мікропрограм, що входять до БІОС, відповідає за базову функціональність системи, її перевірку, а також запуск операційної системи. Тому не пустим є питання про те, де знаходиться BIOS на настільному комп'ютері або ноутбуці, оскільки може скластися така ситуація, що може знадобитися заміна або перепрограмування інформації, що міститься в ній.

БІОС комп'ютера знаходиться на материнській платі у спеціальній, як правило, досить невеликій мікросхемі (чіпі). Залежно від виробника материнської плати, ця мікросхема може бути або знімною або жорстко вмонтованою в плату. Якщо вона є знімною, незалежно від комп'ютера чи ноутбука, то вам пощастило – у цьому випадку ви зможете замінити або перепрограмувати мікросхему BIOS, якщо у вас з'явиться така необхідність. Дуже часто виробники материнських плат розміщують на платі відразу 2 мікросхеми BIOS – основну та резервну.

Отже, що треба зробити, щоб знайти розташування мікросхеми БІОС на материнській платі? Перш за все, відкрийте корпус системного блоку та отримайте доступ до материнської плати. Якщо вам заважають отримати хороший огляд усієї поверхні материнської плати різні кабелі даних та живлення, то можна деякі з них тимчасово відключити. Головне запам'ятайте або запишіть, як вони були підключені до ваших досліджень.

Якщо ви хочете знайти місце розташування БІОС на материнській платі вашого комп'ютера, не знаючи заздалегідь, як вона точно виглядає, то це завдання не завжди таке просте, як видається на перший погляд. У багатьох посібниках стверджується, що шукати мікрочіп найкраще поруч із батареєю CMOS-пам'яті, яка зазвичай добре помітна завдяки тому, що виділяється своєю круглою блискучою поверхнею на тлі інших елементів материнської плати. Однак слід мати на увазі, що часто поряд з батареєю взагалі немає жодних чіпів, а BIOS насправді може розташовуватися досить далеко від батареї. Щоб не бути голослівним, наведу фотографію однієї материнської плати виробництва MSI.

Приклад розташування на материнській платі впаяної мікросхеми БІОС

1. Мікросхема Біос
2. Батарея CMOS

Зрозуміло, що в даному випадку слідування пораді шукати BIOS поруч із батареєю лише суттєво затягнуло б пошуки.

Крім того, на різних материнських платах можуть використовуватися різні чіпи BIOS і, відповідно, вони можуть виглядати зовсім по-різному. Але все ж таки, як правило, цей чіп має форму квадрата зі стороною близько 1 см і розташовується у спеціальній панелі, з якої її можна витягнути. Іноді на ній буває маркування одного з виробників, наприклад фірми American Megatrends, але це правило теж не завжди дотримується. Також мікросхема БІОС часто, але далеко не завжди забезпечена голографічною наклейкою. Тому найкраще для визначення точного розташування мікросхеми подивитися в документацію системної плати, яку, як правило, досить легко знайти в Інтернет. Зрідка трапляються і материнські плати, в яких немає BIOS, виділеної в окрему мікросхему.

Приклад розташування на материнській платі

Розглянемо розташування системного BIOS з прикладу материнської плати ASUS A8N-SLI. У цьому випадку мікросхема БІОС розташована на своєму стандартному місці, не дуже далеко від батарейки. Ця мікросхема є знімною і розташована у спеціальному роз'ємі, з якого її легко витягнути.

Також дуже часто поруч із мікросхемою та батареєю буває розташований джампер, за допомогою якого можна обнулити пам'ять BIOS та повернутися до заводських налаштувань. Це буває корисним у тому випадку, наприклад, якщо потрібно скинути пароль BIOS.

Приклад розташування знімної мікросхеми БІОС на материнській платі

1. Батарейка живлення
2. Джампер скидання пам'яті
3. Контролер введення-виведення Super I/O
4. Мікросхема системної БІОС

Висновок

Отже, з цієї статті ви дізналися, де знаходиться БІОС, але якщо ви і після нашого матеріалу зазнаєте труднощів при визначенні її розташування на вашому комп'ютері або ноутбуку, зверніться за допомогою до посібника користувача для конкретної материнської плати.

Існують два методи тестування для діагностики несправності електронної системи, пристрою чи друкованої плати: функціональний контроль та внутрішньосхемний контроль. Функціональний контроль забезпечує перевірку роботи тестованого модуля, а внутрішньосхемний контроль полягає у перевірці окремих елементів цього модуля з метою з'ясування їх номіналів, полярності включення тощо. Зазвичай обидва ці методи застосовуються послідовно. З розробкою апаратури автоматичного контролю з'явилася можливість швидкого внутрішньосхемного контролю з індивідуальною перевіркою кожного елемента друкованої плати, включаючи транзистори, логічні елементи та лічильники. Функціональний контроль також перейшов на новий якісний рівень завдяки застосуванню методів комп'ютерної обробки даних та комп'ютерного контролю. Що ж до самих принципів пошуку несправностей, всі вони абсолютно однакові, незалежно від цього, здійснюється перевірка вручну чи автоматично.

Пошук несправностіповинен проводитись у певній логічній послідовності, мета якої – з'ясувати причину несправності і потім усунути її. Кількість операцій слід зводити до мінімуму, уникаючи необов'язкових чи безглуздих перевірок. Перш ніж перевіряти несправну схему, потрібно ретельно оглянути її для можливого виявлення явних дефектів: елементів, що перегоріли, розривів провідників на друкованій платі і т. п. Цьому слід приділяти не більше двох-трьох хвилин, з набуттям досвіду такий візуальний контроль буде виконуватися інтуїтивно. Якщо огляд нічого не дав, можна перейти до процедури пошуку несправності.

Насамперед виконується функціональний тест:перевіряється робота плати та робиться спроба визначити несправний блок та підозрюваний несправний елемент. Перш ніж замінювати несправний елемент, необхідно провести внутрішньосхемний вимірпараметрів цього елемента, щоб переконатися у його несправності.

Функціональні тести

Функціональні тести можна розбити на два класи або серії. Тести серії 1, звані динамічними тестами,застосовуються до закінченого електронного пристрою виділення несправного каскаду чи блока. Коли знайдено конкретний блок, з яким пов'язана несправність, застосовуються тести серії 2,або статичні тести,для визначення одного або двох, можливо, несправних елементів (резисторів, конденсаторів тощо).

Динамічні тести

Це перший набір тестів, які виконуються при пошуку несправності в електронному пристрої. Пошук несправності повинен вестися в напрямку від виходу пристрою до його входу методом поділу навпіл.Суть цього методу полягає у наступному. Спочатку вся схема пристрою ділиться на дві секції: вхідну та вихідну. На вхід вихідної секції подається сигнал, аналогічний сигналу, який у нормальних умовах діє у точці розбиття. Якщо при цьому на виході виходить нормальний сигнал, то несправність повинна знаходитися у вхідній секції. Ця вхідна секція поділяється на дві підсекції і повторюється попередня процедура. І так до тих пір, поки несправність не буде локалізована в найменшому функціонально відмінний каскаді, наприклад у вихідному каскаді, підсилювачі відеопідсилювача або підсилювача ПЧ, дільнику частоти, дешифраторі або окремому логічному елементі.

Приклад 1. Радіоприймач (рис. 38.1)

Найкращим першим поділом схеми радіоприймача є поділ на ЗЧ-секпію та ПЧ/РЧ-секцію. Спочатку перевіряється ЗЧ-секція: її вхід (регулятор гучності) подається сигнал із частотою 1 кГц через розділовий конденсатор (10-50 мкФ). Слабкий або спотворений сигнал, а також його повна відсутність свідчить про несправність ЗЧ-секції. Ділимо тепер цю секцію на дві підсекції: вихідний каскад та підсилювач. Кожна підсекція перевіряється з виходу. Якщо ЗЧ-секція справна, то з гучномовця повинен бути чутний чистий тональний сигнал (1 кГц). У цьому випадку несправність слід шукати всередині ПЧ/РЧ-секції.

Мал. 38.1.

Дуже швидко переконатися у справності чи несправності ЗЧ-секції можна за допомогою так званого "викруткового" тіста.Торкніться кінцем викрутки до вхідних затискачів ЗЧ-секції (попередньо встановивши регулятор гучності на максимальну гучність). Якщо ця секція справна, буде чітко чути гудіння гучномовця.

Якщо встановлено, що несправність знаходиться усередині ПЧ/РЧ-секції, слід розділити її на дві підсекції: ПЧ-секцію та РЧ-секцію. Спочатку перевіряється ПЧ-секція: її вхід, т. е. на базу транзистора першого УПЧ подається амплітудно-модульований (AM) сигнал з частотою 470 кГц 1 через розділовий конденсатор ємністю 0,01-0,1 мкФ. Для ЧС-приймачів потрібен частотно-модульований (ЧМ) тестовий сигнал із частотою 10,7 МГц. Якщо ПЧ-секція справна, в гучномовці прослуховуватиметься чистий тональний сигнал (400-600 Гц). В іншому випадку слід продовжити процедуру розбиття ПЧ-секції, доки не буде знайдено несправний каскад, наприклад, УПЧ або детектор.

Якщо несправність знаходиться всередині РЧ-секції, ця секція по можливості розбивається на дві підсекції і перевіряється наступним чином. АМ-сигнал із частотою 1000 кГц подається на вхід каскаду через розділовий конденсатор ємністю 0,01-0,1 мкФ. Приймач налаштовується прийом радіосигналу з частотою 1000 кГц, чи довжиною хвилі 300 м у середньохвильовому діапазоні. Що стосується ЧС-приймача, природно, потрібен тестовий сигнал інший частоти.

Можна скористатися і альтернативним методом перевірки - методом покаскадної перевірки проходження сигналу.Радіоприймач включається та налаштовується на будь-яку станцію. Потім, починаючи від виходу пристрою, за допомогою осцилографа перевіряється наявність або відсутність сигналу контрольних точках, а також відповідність його форми і амплітуди необхідним критеріям для справної системи. При пошуку несправності в іншому електронному пристрої на вхід цього пристрою подається номінальний сигнал.

Розглянуті принципи динамічних тестів можна застосувати до будь-якого електронного пристрою за умови правильного розбиття системи та вибору параметрів тестових сигналів.

Приклад 2. Цифровий дільник частоти та дисплей (рис. 38.2)

Як видно з малюнка, перший тест виконується в точці, де схема ділиться приблизно дві рівні частини. Для зміни логічного стану сигналу на вході 4 блоку застосовується генератор імпульсів. Світловипромінюючий діод (СІД) на виході повинен змінювати свій стан, якщо фіксатор, підсилювач та СІД справні. Далі пошук несправності слід продовжити в дільниках, що передують блоку 4. Повторюється та сама процедура з використанням генератора імпульсів, поки не буде визначено несправний дільник. Якщо СІД не змінює свій стан у першому тесті, то несправність знаходиться у блоках 4, 5 або 6. Тоді сигнал генератора імпульсів слід подавати на вхід підсилювача і т.д.

Мал. 38.2.

Принципи статичних тестів

Ця серія тестів застосовується визначення дефектного елемента в каскаді, несправність якого встановлено попередньому етапі перевірок.

1. Почати із перевірки статичних режимів. Використовувати вольтметр із чутливістю не нижче 20 кОм/В.

2. Вимірювати лише напругу. Якщо потрібно визначити величину струму, обчислити його, вимірявши падіння напруги на резисторі відомого номіналу.

3. Якщо виміри на постійному струмі не виявили причину несправності, тоді і лише тоді перейти до динамічного тестування несправного каскаду.

Проведення тестування однокаскадного підсилювача (рис. 38.3)

Зазвичай номінальні значення постійної напруги в контрольних точках каскаду відомі. Якщо ні, їх можна оцінити з прийнятною точністю. Порівнявши реальну виміряну напругу з їх номінальними значеннями, можна знайти дефектний елемент. Насамперед визначається статичний режим транзистора. Тут можливі три варіанти.

1. Транзистор знаходиться у стані відсікання, не виробляючи жодного вихідного сигналу, або в стані, близькому до відсікання («відходить» в область відсікання в динамічному режимі).

2. Транзистор перебуває у стані насичення, виробляючи слабкий спотворений вихідний сигнал, або у стані, близькому до насичення («іде» у область насичення динамічному режимі).

$11.Транзистор у нормальному статичному режимі.

Мал. 38.3.Номінальна напруга:

V e = 1,1, V b = 1,72, V c = 6,37В.

Мал. 38.4. Обрив резистора R 3, транзистор

знаходиться у стані відсічення: V e = 0,3 В,

V b = 0,94, V c = 0,3В.

Коли встановлено реальний режим роботи транзистора, з'ясовується причина відсічення чи насичення. Якщо транзистор працює у нормальному статичному режимі, несправність пов'язана з проходженням змінного сигналу (така несправність обговорюватиметься пізніше).

Відсікання

Режим відсічення транзистора, тобто припинення протікання струму, має місце, коли а) перехід база-емітер транзистора має нульову напругу зміщення або б) розривається шлях протікання струму, а саме: при обриві (перегоранні) резистора R 3 або резистора R 4 чи коли несправний сам транзистор. Зазвичай, коли транзистор перебуває у стані відсічення, напруга на колекторі дорівнює напруги джерела живлення V CC . Однак при обриві резистора R 3 колектор "плаває" і теоретично повинен мати потенціал бази. Якщо підключити вольтметр для вимірювання напруги на колекторі, перехід база-колектор потрапляє до умов прямого зміщення, як видно з рис. 38.4. По ланцюгу «резистор R 1 - перехід база-колектор - вольтметр потече струм, і вольметр покаже невелику величину напруги. Це показання пов'язане з внутрішнім опором вольтметра.

Аналогічно, коли відсічення викликане урвищем резистора R 4 «плаває» емітер транзистора, який теоретично повинен мати потенціал бази. Якщо підключити вольтметр для вимірювання напруги на емітер, утворюється ланцюг протікання струму з прямим зміщенням переходу база-емітер. В результаті вольтметр покаже напругу, трохи більшу за номінальну напругу на емітері (рис. 38.5).

У табл. 38.1 підсумовують розглянуті вище несправності.

Мал. 38.5.Обрив резистораR 4, транзистор

знаходиться у стані відсічення:

V e = 1,25, V b = 1,74, V c = 10 ст.

Мал. 38.6.Коротке замикання переходу

база-емітер, транзистор знаходиться в

стан відсікання:V e = 0,48, V b = 0,48, V c = 10 ст.

Зазначимо, що термін «високе V BE означає перевищення нормальної напруги прямого зміщення емітерного переходу на 0,1 - 0,2 В.

Несправність транзисторатакож створює умови відсічення. Напруги в контрольних точках залежать у разі від природи несправності і номіналів елементів схеми. Наприклад, коротке замикання емітерного переходу (рис. 38.6) призводить до відсікання струму транзистора та паралельного з'єднання резисторів R 2 та R 4 . В результаті потенціал бази та емітера зменшується до величини, що визначається дільником напруги. R 1 – R 2 || R 4 .

Таблиця 38.1.Умови відсічення

Несправність		Причина
1. V e V b V c V BE	Vac	Обрив резистора R 1
V e V b V c V BE	Висока Нормальна V CC Низьке	Обрив резистора R 4
V e V b V c V BE	Низьке Низьке Низьке Нормальне	Обрив резистора R 3

Потенціал колектора при цьому, очевидно, дорівнюєV CC . На рис. 38.7 розглянуто випадок короткого замикання між колектором та емітером.

Інші випадки несправності транзистора наведено у табл. 38.2.

Мал. 38.7.Коротке замикання між колектором і емітером, транзистор перебуває у стані відсічення:V e = 2,29, V b = 1,77, V c = 2,29 Ст.

Таблиця 38.2

Несправність		Причина
V e V b V c V BE	0 Нормальне V CC Дуже висока, не може бути витримана функціонуючим pn-переходом	Розрив переходу база-емітер
V e V b V c V BE	Низьке Низьке V CC Нормальне	Розрив переходу база-колектор

Насичення

Як пояснювалося в гол. 21 струм транзистора визначається напругою прямого зміщення переходу база-емітер. Невелике збільшення цієї напруги призводить до сильного зростання струму транзистора. Коли струм через транзистор досягає максимальної величини, кажуть, що транзистор насичений (перебуває у стані насичення). Потенціал

Таблиця 38.3

Несправність		Причина
1. V e V b V c	Висока ( V c) Висока Низьке	Обрив резистора R 2 чи мало опір резистораR 1
V e V b V c	Низьке Дуже низька	Коротке замикання конденсатораC 3

колектора зменшується зі збільшенням струму і за досягненні насичення практично порівнюється з потенціалом емітера (0,1 – 0,5 У). Загалом, при насиченні потенціали емітера, бази та колектора знаходяться приблизно на однаковому рівні (див. табл. 38.3).

Нормальний статичний режим

Збіг виміряних і номінальних постійних напруг і відсутність або низький рівень сигналу на виході підсилювача вказують на несправність, пов'язану з проходженням змінного сигналу, наприклад, на внутрішній обрив розділювального конденсатора. Перш ніж замінювати підозрюваний на урвище конденсатор, переконайтеся в його несправності, підключаючи паралельно йому справний конденсатор близького номіналу. Обрив конденсатора, що розв'язує, в ланцюгу емітера ( C 3 у схемі на рис. 38.3) призводить до зменшення рівня сигналу на виході підсилювача, але відтворюється сигнал без спотворень. Великий витік або коротке замикання в цьому конденсаторі зазвичай змінює режим транзистора по постійному струму. Ці зміни залежать від статичних режимів попередніх та наступних каскадів.

При пошуку несправності слід пам'ятати таке.

1. Не робіть поспішних висновків на основі порівняння виміряної та номінальної напруги тільки в одній точці. Потрібно записати весь набір величин виміряних напруг (наприклад, на емітері, базі та колекторі транзистора у разі транзисторного каскаду) і порівняти його з набором відповідних номінальних напруг.

2. При точних вимірах (для вольтметра з чутливістю 20 кОм/В досяжна точність 0,01) два однакових показання в різних контрольних точках в переважній більшості випадків вказують на коротке замикання між цими точками. Однак бувають і винятки, тому потрібно виконати всі подальші перевірки остаточного висновку.

Особливості діагностики цифрових схем

У цифрових пристроях найпоширенішою несправністю є так зване "залипання", коли на виведенні ІВ або у вузлі схеми постійно діє рівень логічного 0 (константний нуль) або логічної 1 (константна одиниця). Можливі інші несправності, включаючи обриви висновків ІВ або коротке замикання між провідниками друкованої плати.

Мал. 38.8.

Діагностика несправностей у цифрових схемах здійснюється шляхом подачі сигналів логічного імпульсного генератора на входи елемента, що перевіряється, і спостереження впливу цих сигналів на стан виходів за допомогою логічного пробника. Для повної перевірки логічного елемента проходить вся його таблиця істинності. Розглянемо, наприклад, цифрову схему на рис. 38.8. Спочатку записуються логічні стани входів і виходів кожного логічного елемента і зіставляються зі станами таблиці істинності. Підозрювальний логічний елемент тестується за допомогою генератора імпульсів та логічного пробника. Розглянемо, наприклад, логічний елемент G 1 . На його вході 2 постійно діє рівень логічного 0. Для перевірки елемента щуп генератора встановлюється на виведенні 3 (один із двох входів елемента), а щуп пробника - на виведенні 1 (вихід елемента). Звертаючись до таблиці істинності елемента АБО, ми бачимо, що якщо на одному з входів (висновок 2) цього елемента діє рівень логічного 0, то рівень сигналу на його виході змінюється при зміні логічного стану другого входу (висновок 3).

Таблиця істинності елементаG 1

Висновок 2	Висновок 3	Висновок 1

Наприклад, якщо у вихідному стані на виведенні 3 діє логічний 0, то на виході елемента (висновок 1) є логічна 1. Якщо тепер за допомогою генератора змінити логічний стан виведення 3 до логічної 1, то рівень вихідного сигналу зміниться від 1 до 0, що та зареєструє пробник. Зворотний результат спостерігається у тому випадку, коли у вихідному стані на висновку 3 діє рівень логічної 1. Аналогічні тести можна застосувати до інших логічних елементів. При цих тестах потрібно обов'язково користуватися таблицею істинності логічного елемента, що перевіряється, тому що тільки в цьому випадку можна бути впевненим у правильності тестування.

Особливості діагностики мікропроцесорних систем

Діагностика несправностей в мікропроцесорній системі з шинною структурою має форму вибірки послідовності адрес та даних, які з'являються на адресній шині та шині даних, і подальшого порівняння їх з добре відомою послідовністю для працюючої системи. Наприклад, така несправність, як константний 0 лінії 3 (D 3) шини даних, буде вказуватися постійним логічним нулем на лінії D 3 . Відповідний лістинг, званий лістингом стану,виходить з допомогою логічного аналізатора. Типовий список стану, що відображається на екрані монітора, показаний на рис. 38.9. Як альтернатива може використовуватися сигнатурний аналізатор для збору потоку бітів, званого сигнатурою, у деякому вузлі схеми та порівняння його з еталонною сигнатурою. Відмінність цих сигнатур свідчить про несправність.

Мал. 38.9.

У цьому відео розповідається про комп'ютерний тестер для діагностики несправностей персональних комп'ютерів типу IBM PC:

Ну спочатку скажемо так: мікросхеми діляться на два великі види: аналогові та цифрові. Аналогові мікросхеми працюють із аналоговим сигналом, а цифрові, відповідно – з цифровим. Ми говоритимемо саме про цифрові мікросхеми.

Точніше навіть ми говоритимемо не про мікросхеми, а про елементи цифрової техніки, які можуть бути «заховані» всередині мікросхеми.

Що за елементи?

Деякі назви ви чули, деякі, можливо – ні. Але, повірте, ці назви можна вимовляти вголос у будь-якому культурному суспільстві – це абсолютно пристойні слова. Отже, зразковий список того, що ми вивчатимемо:

• Тригери
• Лічильники
• Шифратори
• Дешифратори
• Мультиплексори
• Компаратори

Усі цифрові мікросхеми працюють із цифровими сигналами. Що це таке?

Цифрові сигнали– це сигнали, що мають два стабільні рівні – рівень логічного нуля та рівень логічної одиниці. У мікросхем, виконаних за різними технологіями, логічні рівні можуть відрізнятися один від одного.

Нині найбільш поширені дві технології: ТТЛ і КМОП.

ТТЛ- Транзисторно-Транзисторна Логіка;
КМОП- Компліментарний Метал-Оксид-Напівпровідник.

У ТТЛ рівень нуля дорівнює 04 В, рівень одиниці - 24 В.
У логіки КМОП рівень нуля дуже близький до нуля вольт, рівень одиниці - приблизно дорівнює напрузі харчування.

По-різному, одиниця – коли напруга висока, нуль – коли низька.

АЛЕ!Нульова напруга на виході мікросхеми не означає, що висновок «бовтається у повітрі». Насправді він просто підключений до загального проводу. Тому не можна з'єднувати безпосередньо кілька логічних висновків: якщо на них будуть різні рівні – станеться КЗ.

Крім відмінностей у рівнях сигналу, типи логіки розрізняються також за енергоспоживанням, за швидкістю (граничною частотою), здатністю навантаження, і т.д.

Тип логіки можна дізнатися за назвою мікросхеми. Точніше – за першими буквами назви, які вказують, до якої серії належить мікросхема. Усередині будь-якої серії можуть бути мікросхеми, виготовлені лише за якоюсь однією технологією. Щоб вам було легше орієнтуватися – ось невелика зведена таблиця:

	ТТЛ	ТТЛШ	КМОП	Швидкодійство. КМОП	ЕСЛ
Розшифрування назви	Транзисторно-Транзисторна Логіка	ТТЛ із діодом Шоттки	Компліментарний Метал-Оксид Напівпровідник		Емітерно-узгоджена логіка
Основні серії набряків. мікросхем	К155 К131	К555 К531 КР1533	К561 К176	КР1554 КР1564	К500 КР1500
Серії зарубіжних мікросхем	74	74LS 74ALS	CD40 H 4000	74AC 74 HC	MC10 F100
Затримка поширення, НС	10…30	4…20	15…50	3,5..5	0,5…2
Макс. частота, МГц	15	50..70	1…5	50…150	300…500
Напруга живлення,	5 ±0,5	5 ±0,5	3...15	2...6	-5,2±0,5
Споживаний струм (без навантаження), ма	20	4...40	0,002...0,1	0,002...0,1	0,4
Рівень лог.0,	0,4	0,5	< 0,1	< 0,1	-1,65
Рівень балка. 1, В	2,4	2,7	~ U піт	~ U піт	-0,96
Макс. вихідний струм, ма	16	20	0,5	75	40

Найбільш поширені на сьогоднішній день такі серії (та їх імпортні аналоги):

• ТТЛШ - К555, К1533
• КМОП - КР561, КР1554, КР1564
• ЕСЛ - К1500

Тип логіки вибирають, в основному, виходячи з таких міркувань:

Швидкість (робоча частота)
- Енергоспоживання
- вартість

Але бувають такі ситуації, що одним типом не обійтися. Наприклад, один блок повинен мати низьке енергоспоживання, а інший – високу швидкість. Низьким споживанням мають мікросхеми технології КМОП. Висока швидкість – у ЕСЛ.

І тут знадобляться ставити перетворювачі рівнів.

Щоправда, деякі типи нормально стикуються без перетворювачів. Наприклад, сигнал з виходу КМОП-мікросхеми можна подати на вхід мікросхеми ТТЛ (при врахуванні, що їхня напруга живлення однакова). Однак, у зворотний бік, тобто від ТТЛ до КМОП пускати сигнал не рекомендується.

Мікросхеми випускаються у різних корпусах. Найбільш поширені такі види корпусів:

DIP(Dual Inline Package)

Звичайний «тарганчик». Ніжки просовуємо в дірки на платі - і запаюємо.
Ніжок у корпусі може бути 8, 14, 16, 20, 24, 28, 32, 40, 48 або 56.
Відстань між висновками (крок) – 2,5 мм (вітчизняний стандарт) чи 2,54 мм (у буржуїв).
Ширина виводів близько 0,5 мм.
Нумерація висновків – малюнку (вид зверху). Щоб визначити перебування першої ніжки, потрібно знайти на корпусі «ключик».

SOIC(Small Outline Integral Circuit)

Планарна мікросхема - тобто ніжки припаюються з тієї ж сторони плати, де знаходиться корпус. При цьому мікросхема лежить черевом на платі.
Кількість ніжок та їх нумерація – такі ж як у DIP.
Крок висновків – 1,25 мм (вітчизняний) або 1,27 мм (закордонний).
Ширина висновків – 0,33...0,51

PLCC(Plastic J-leaded Chip Carrier)

Квадратний (рідше – прямокутний) корпус. Ніжки розташовані по всіх чотирьох сторонах, і мають J-подібну форму (кінці ніжок загнуті під черевце).
Мікросхеми або запаюються безпосередньо на плату (планарно) або вставляються в панельку. Останнє – краще.
Кількість ніжок - 20, 28, 32, 44, 52, 68, 84.
Крок ніжок – 1,27 мм
Ширина висновків – 0,66...0,82
Нумерація висновків – перша ніжка біля ключа, збільшення номера проти годинникової стрілки:

TQFP(Thin Quad Flat Package)

Щось середнє між SOIC та PLCC.
Квадратний корпус товщиною близько 1мм, висновки розташовані з усіх боків.
Кількість ніжок – від 32 до 144.
Крок – 0,8 мм
Ширина виведення – 0,3...0,45 мм
Нумерація – від скошеного кута (верхній лівий) проти годинникової стрілки.

Ось так, загалом, справи з корпусами. Сподіваюся тепер вам стане трохи легше орієнтуватися в незліченній безлічі сучасних мікросхем, і вас не вганятиме в ступор фраза продавця типу: «ця мікросхема є тільки в корпусі пе ел сі сі».

У цій статті ми розглянемо основні корпуси мікросхем, які дуже часто використовуються в повсякденній електроніці.

DIP(англ. D ual I n-Line P ackage) -корпус із двома рядами висновків з довгих сторін мікросхеми. Раніше, та, напевно, і зараз, корпус DIP був найпопулярнішим корпусом для багатовивідних мікросхем. Виглядає він так:

Залежно кількості висновків мікросхеми, після слова “DIP” ставиться кількість її висновків. Наприклад, мікросхема, а точніше, мікроконтролер atmega8 має 28 висновків:

Отже, її корпус називатиметься DIP28.

А ось у цієї мікросхеми корпус називатиметься DIP16.

В основному в корпусі DIP у Радянському Союзі виробляли логічні мікросхеми, операційні підсилювачі тощо. Зараз корпус DIP також не втрачає своєї актуальності і в ньому досі роблять різні мікросхеми, починаючи від простих аналогових і закінчуючи мікроконтролерами.

Корпус DIP може бути виконаний із пластику (що в більшості випадків) і називається він PDIP, а також з кераміки – CDIP. На дотик корпус CDIPтвердий як камінь, і це не дивно, тому що він виготовлений з кераміки.

приклад CDIPкорпуси.

Є також модифікаціїHDIP, SDIP.

HDIP (H eat-dissipating DIP ) – теплорозсіювальний DIP. Такі мікросхеми пропускають через себе великий струм, тому сильно нагріваються. Щоб відвести надлишки тепла, на такій мікросхемі має бути радіатор або його подібність, наприклад, як тут два крильця-радіатори посередині мікро:

SDIP (S mall DIP ) - Невеликий DIP. Мікросхема в корпусі DIP, але з невеликою відстанню між ніжками мікросхеми:

SIP корпус

SIPкорпус ( S ingle I n line P ackage) – плоский корпус із висновками з одного боку. Дуже зручний при монтажі та займає мало місця. Кількість висновків пишеться після назви корпусу. Наприклад, мікропла знизу в корпусі SIP8.

У SIPтеж є модифікації – це HSIP(H eat-dissipating SIP). Тобто той самий корпус, але вже з радіатором

ZIP корпус

ZIP ( Z igzag I n line P ackage) – плоский корпус з висновками, розташованими зигзагоподібно. На фото нижче корпус ZIP6. Цифра – це кількість висновків:

Ну і корпус із радіатором HZIP:

Щойно ми з вами розглянули основний клас In line Packageмікросхем. Ці мікросхеми призначені для наскрізного монтажу в отворах у друкованій платі.

Наприклад, мікросхема DIP14, встановлена ​​на друкованій платі

та її висновки зі зворотного боку плати, вже без припою.

Хтось все ж таки примудряється запаяти мікросхеми DIP, як мікросхеми для поверхневого монтажу (про них трохи нижче), загнувши висновки під кутом в 90 градусів, або повністю їх випрямивши. Це збочення), але працює).

Переходимо до іншого класу мікросхем – мікросхеми для поверхневого монтажуабо, так звані SMD компоненти. Ще їх називають планарнимирадіокомпонентами.

Такі мікросхеми запаюються на поверхню друкованої плати, під виділені їм друковані провідники. Бачите прямокутні доріжки до ряду? Це друковані провідники чи народі п'ятачки. Саме на них запаюються планарні мікросхеми.

SOIC корпус

Найбільшим представником цього класу мікросхем є мікросхеми у корпусі SOIC (S mall- O utline I ntegrated C ircuit) - Невелика мікросхема з висновками по довгих сторонах. Вона дуже нагадує DIP, але зверніть увагу на її висновки. Вони паралельні поверхні самого корпусу:

Ось так вони запаюються на платі:

Ну і як завжди, цифра після “SOIC” означає кількість висновків цієї мікросхеми. На фото вище мікросхеми у корпусі SOIC16.

SOP (S mall O utline P ackage) – те саме, що й SOIC.

Модифікації корпусу SOP:

PSOP- Пластиковий корпус SOP. Найчастіше саме він і використається.

HSOP– теплорозсіювальний SOP. Невеликі радіатори посередині служать для відведення тепла.

SSOP(S hrink S mall O utline P ackage)– ”зморщений” SOP. Тобто ще менше, ніж корпус SOP

TSSOP(T hin S hrink S mall O utline P ackage)– тонкий SSOP. Той самий SSOP, але "розмазаний" качалкою. Його товщина менша, ніж у SSOP. В основному в корпусі TSSOP роблять мікросхеми, які добре нагріваються. Тому площа таких мікросхем більше, ніж у звичайних. Коротше кажучи, корпус-радіатор.

SOJ- той же SOP, але ніжки загнуті у формі літери "J"під саму мікросхему. На честь таких ніжок назвали корпус SO J:

Ну і як завжди, кількість висновків позначається після типу корпусу, наприклад SOIC16, SSOP28, TSSOP48 і т.д.

QFP корпус

QFP (Q uad F lat P ackage)- Чотирикутний плоский корпус. Головна відмінність від побратима SOIC у тому, що висновки розміщені на всіх сторонах такої мікросхеми

Модифікації:

PQFP- Пластиковий корпус QFP. CQFP- Керамічний корпус QFP. HQFP– теплорозсіювальний корпус QFP.

TQFP (T hin Q uad F lat P ack)– тонкий корпус QFP. Його товщина набагато менша, ніж у його побратима QFP

PLCC (P lastic L eaded C hip C arrier)і СLCC (C eramic L eaded C hip C arrier)- відповідно пластиковий і керамічний корпус з розташованими по краях контактами, призначеними для встановлення в спеціальну панельку, в народі звану "ліжечком". Типовим представником є ​​мікросхема BIOS у комп'ютерах.

Ось так приблизно виглядає "ліжечко" для таких мікросхем

А ось так мікросхема "лежить" у ліжечку.

Іноді такі мікросхеми називають QFJ, як ви вже здогадалися, через висновки у формі літери "J"

Та й кількість висновків ставиться після назви корпусу, наприклад PLCC32.

PGA корпус

PGA (P in G rid A rray)– матриця із штиркових висновків. Представляє собою прямокутний або квадратний корпус, в нижній частині якого розташовані висновки-штирьки

Такі мікросхеми встановлюються також у спеціальні ліжечка, які затискають висновки мікросхеми за допомогою спеціального важеля.

У PGA в основному роблять процесори на ваші персональні комп'ютери.

Корпус LGA

LGA (L and G rid A rray) - тип корпусів мікросхем із матрицею контактних майданчиків. Найчастіше використовуються у комп'ютерній техніці для процесорів.

Ліжечко для LGA мікросхем виглядає приблизно так:

Якщо придивитися, то можна побачити пружні контакти.

Сам мікросхема, у разі процесор ПК, має просто металізовані майданчики:

Для того, щоб все працювало, має виконуватися умова: мікропроцесор повинен бути щільно притиснутий до ліжечка. Для цього використовуються різного роду клямки.

Корпус BGA

BGA (B all G rid A rray) - матриця з кульок.

Як бачимо, тут висновки замінено припойными кульками. На одній такій мікросхемі можна розмістити сотні кульок-висновків. Економія місця на платі є просто фантастичною. Тому мікросхеми в корпусі BGA застосовують у виробництві мобільних телефонів, планшетах, ноутбуках та інших мікроелектронних девайсах. Про те, як перепаювати BGA, я ще писав у статті Пайка BGA мікросхем.

У червоних квадратах я помітив мікросхеми у корпусі BGA на платі мобільного телефону. Як ви бачите, зараз вся мікроелектроніка будується саме на мікросхемах BGA.

Технологія BGA є апогеєм мікроелектроніки. В даний час світ перейшов уже на технологію корпусів microBGА, де відстань між кульками ще менша, і можна вмістити навіть тисячі (!) висновків під однією мікросхемою!

Ось ми з вами розібрали основні корпуси мікросхем.

Нічого страшного немає в тому, що ви назвете мікросхему в корпусі SOIC SOP або SOP назвете SSOP. Також нічого страшного немає й у тому, щоб назвати корпус QFP TQFP. Межі між ними розмиті, і це просто умовності. Але якщо мікросхему в корпусі BGA назвете DIP, то це вже буде повне фіаско.

Початківцям радіоаматорам варто просто запам'ятати три найважливіші корпуси для мікросхем - це DIP, SOIС (SOP) і QFP без будь-яких модифікацій і варто знати їх відмінності. В основному саме ці типи корпусів мікросхем радіоаматори використовують найчастіше у своїй практиці.

Електроніка супроводжує сучасну людину повсюдно: на роботі, вдома, в автомобілі. Працюючи на виробництві, і неважливо, в якій конкретно сфері, часто доводиться ремонтувати щось електронне. Умовимося це "щось" називати "прилад". Це такий абстрактний збірний образ. Сьогодні поговоримо про всілякі премудрості ремонту, освоївши які, ви зможете полагодити практично будь-який електронний «прилад», незалежно від його конструкції, принципу роботи та сфери застосування.

З чого почати

Невелика премудрість перепаяти деталь, а знайти дефектний елемент і є головне завдання в ремонті. Починати слід із визначення типу несправності, тому що від цього залежить, з чого починати ремонт.

Типів таких три:
1. прилад не працює взагалі - не світяться індикатори, ніщо не рухається, ніщо не гуде, немає жодних відгуків управління;
2. не працює якась частина приладу, тобто не виконується частина його функцій, але хоча проблиски життя в ньому все ж таки видно;
3. прилад в основному працює справно, але іноді робить так звані збої. Назвати такий прилад зламаним поки не можна, але все ж таки щось йому заважає працювати нормально. Ремонт у цьому випадку таки полягає в пошуку цієї перешкоди. Вважається, що це найскладніший ремонт.
Розберемо приклади ремонту кожного із трьох типів несправностей.

Ремонт першої категорії
Почнемо з найпростішої – поломка першого типу, це коли прилад зовсім мертвий. Будь-хто здогадається, що починати треба з харчування. Всі прилади, що живуть у світі машин, обов'язково споживають енергію в тому чи іншому вигляді. І якщо прилад наш зовсім не ворушиться, то ймовірність відсутності цієї енергії дуже висока. Невеликий відступ. При пошуку несправності в нашому приладі часто йтиметься саме про «ймовірність». Ремонт завжди починається з процесу визначення можливих точок впливу на несправність приладу та оцінки величини ймовірності причетності кожної такої точки до даного конкретного дефекту, з подальшим перетворенням цієї ймовірності на факт. При цьому зробити правильну, тобто з найвищим ступенем ймовірності оцінку впливу будь-якого блоку або вузла на проблеми приладу допоможе найповніше знання пристрою, алгоритму його роботи, фізичних законів, на яких заснована робота приладу, вміння логічно мислити і, звичайно ж , його величність досвід. Одним із найефективніших методів ведення ремонту є так званий метод виключення. Зі всього списку всіх підозрюваних у причетності до дефекту приладу блоків і вузлів, з тим чи іншим ступенем ймовірності, необхідно послідовно виключати невинних.

Починати пошук треба відповідно до тих блоків, ймовірність яких може бути винуватцями цієї несправності найвища. Звідси і виходить, що чим точніше визначена ця ступінь ймовірності, тим менше часу буде витрачено на ремонт. У сучасних «приладах» внутрішні вузли сильно інтегровані між собою, і дуже багато зв'язків. Тому кількість точок впливу найчастіше буває надзвичайно великою. Але і ваш досвід зростає, і згодом ви виявлятимете «шкідника» максимум із двох-трьох спроб.

Наприклад, є припущення, що з високою ймовірністю винен у хворобі приладу блок «X». Тоді необхідно провести ряд перевірок, вимірів, експериментів, які б підтвердили чи спростували це припущення. Якщо після таких експериментів залишаться хоч найменші сумніви в непричетності блоку до «злочинного» впливу на прилад, виключати повністю цей блок із числа підозрюваних не можна. Потрібно шукати такий спосіб перевірки алібі підозрюваного, щоб на всі 100% бути впевненим у його невинності. Це дуже важливо у методі виключення. А найнадійніший спосіб такої перевірки підозрюваного – це заміна блоку на свідомо справний.

Повернемося все ж таки до нашого «хворого», у якого ми припустили несправність харчування. З чого розпочати у цьому випадку? А як і в усіх інших випадках – з повного зовнішнього та внутрішнього огляду «хворого». Ніколи не нехтуйте цією процедурою, навіть коли впевнені в тому, що знаєте точне розташування поломки. Оглядайте пристрій завжди повністю і дуже уважно, не поспішаючи. Нерідко під час огляду можна знайти дефекти, що не впливають безпосередньо на несправність, але які можуть викликати поломку в майбутньому. Шукайте підгорілі електроелементи, конденсатори, що здулися, та інші елементи, що підозріло виглядають.

Якщо зовнішній та внутрішній огляд не приніс жодних результатів, тоді беріть у руки мультиметр та приступайте до роботи. Сподіваюся, про перевірку наявності напруги мережі та запобіжники нагадувати не треба. А ось про блоки живлення трохи поговоримо. Насамперед перевіряйте високоенергетичні елементи блоку живлення (БП): вихідні транзистори, тиристори, діоди, силові мікросхеми. Потім можна почати грішити на напівпровідники, електролітичні конденсатори, що залишилися, і, в останню чергу, на інші пасивні електроелементи. Взагалі величина ймовірності виходу з експлуатації елемента залежить від його енергетичної насиченості. Чим більшу енергію використовує електроелемент для свого функціонування, тим більша ймовірність його поломки.

Якщо механічні вузли зношує тертя, то електричні струм. Чим більше струм, тим більше нагрівання елемента, а нагрівання/остигання зношує будь-які матеріали не гірше тертя. Коливання температури призводять до деформації матеріалу електроелементів на мікрорівні через температурне розширення. Такі змінні температурні навантаження є основною причиною так званого ефекту втоми матеріалу при експлуатації електроелементів. Це необхідно враховувати щодо черговості перевірки елементів.

Не забувайте перевіряти БП на предмет пульсацій вихідної напруги, або якихось інших перешкод на шинах живлення. Хоч і нечасто, але такі дефекти бувають причиною непрацездатності приладу. Перевірте, чи реальне харчування доходить до всіх споживачів. Може, через проблеми в роз'ємі/кабелі/проводі ця «їжа» не доходить до них? БП буде справний, а енергії в блоках приладу все одно немає.

Ще буває, що несправність таїться в самому навантаженні - коротке замикання (КЗ) там нерідка штука. При цьому в деяких «економних» БП немає захисту струму і, відповідно, немає такої індикації. Тому версію короткого замикання у навантаженні також слід перевірити.

Тепер поломка другого типу. Хоча тут також все слід починати все з того ж зовнішньо-внутрішнього огляду, тут є набагато більша різноманітність аспектів, на які слід звернути увагу. - Найголовніше – встигнути запам'ятати (записати) всю картину стану звукової, світлової, цифрової індикації приладу, кодів помилок на моніторі, дисплеї, положення аварійних сигналізаторів, прапорців, млинців на момент аварії. До того ж обов'язково до того, як відбудеться її скидання, квітування, відключення харчування! Це дуже важливо! Упустити якусь важливу інформацію - означає неодмінно збільшити час, витрачений на ремонт. Огляньте всю існуючу індикацію - і аварійну, і робочу, і запам'ятайте всі показання. Відкрийте шафи керування та запам'ятайте (запишіть) стан внутрішньої індикації за її наявності. Похитайте плати, встановлені на материнці, у корпусі приладу шлейфи, блоки. Можливо, несправність зникне. І обов'язково прочистіть радіатори охолодження.

Іноді має сенс перевірити напругу на якомусь підозрілому індикаторі, особливо якщо ним є лампа розжарювання. Уважно прочитайте показання монітора (дисплея) за його наявності. Розшифруйте коди помилок. Подивіться таблиці вхідних та вихідних сигналів на момент аварії, запишіть їхній стан. Якщо прилад має функцію запису процесів, що відбуваються з ним, не забудьте прочитати і проаналізувати такий журнал подій.

Не соромтеся – понюхайте прилад. Чи немає характерного запаху ізоляції? Особливу увагу приділіть виробам із карболіту та інших реактивних пластмас. Нечасто, але буває, що їх пробиває, і пробою цей час дуже погано видно, особливо якщо ізолятор чорного кольору. Через свої реактивні властивості ці пластмаси не коробить при сильному нагріванні, що також ускладнює виявлення пробитої ізоляції.

Подивіться, чи немає потемнілої ізоляції обмоток реле, пускачів, електродвигунів. Чи немає потемнілих резисторів і змінили нормальний колір та форму інших електрорадіоелементів.

Чи немає конденсаторів, що здулися або «стрільнули».

Перевірте, чи немає у приладі води, бруду, сторонніх предметів.

Подивіться, чи немає перекосу роз'єму, чи блок/плата не до кінця вставлені у своє місце. Спробуйте вийняти і знову вставити їх.

Можливо, будь-який перемикач на приладі стоїть у невідповідному положенні. Заїла кнопка, або рухомі контакти у перемикача стали в проміжному, не зафіксованому положенні. Можливо зник контакт у якомусь тумблері, перемикачі, потенціометрі. Поторкайте їх усі (при знеструмленому приладі), поворухніть, увімкніть. Зайвим це не буде.

Перевірте на предмет заклинювання механічні частини виконавчих органів – переверніть ротори електродвигунів, крокових двигунів. Посувайте по потребі інші механізми. Порівняйте прикладене зусилля з іншими такими ж робочими пристроями, якщо звичайно є така можливість.

Огляньте начинки приладу в працюючому стані - можливо побачите сильне іскріння в контактах реле, пускачів, перемикачів, що свідчить про надмірно високу величину струму в цьому ланцюзі. А це вже непогана зачіпка для пошуку несправності. Часто виною такої поломки буває дефект будь-якого датчика. Ці посередники між зовнішнім світом та приладом, якому вони служать, зазвичай винесені далеко за межі самого корпусу приладу. І при цьому вони працюють зазвичай у більш агресивному середовищі, ніж внутрішньо частини приладу, які так чи інакше, але захищені від зовнішнього впливу. Тому всі датчики вимагають підвищеної уваги себе. Перевірте їхню працездатність і не полінуйтеся почистити від забруднення. Кінцеві вимикачі, різні блокуючі контакти та інші датчики з гальванічними контактами є підозрюваними з високим пріоритетом. Та й взагалі будь-який «сухий контакт», тобто. не пропаяний, має стати елементом пильної уваги.

І ще момент - якщо прилад прослужив вже чимало часу, то слід звернути увагу на елементи, найбільш схильні до будь-якого зносу або зміни своїх параметрів з часом. Наприклад: механічні вузли та деталі; елементи, що піддаються під час роботи підвищеному нагріванню чи іншому агресивному впливу; електролітичні конденсатори, деякі види яких схильні втрачати ємність з часом через висихання електроліту; усі контактні з'єднання; органи керування приладом.

Майже всі види «сухих» контактів з часом втрачають свою надійність. Особливу увагу слід приділити контактам із срібним покриттям. Якщо прилад тривалий час пропрацював без технічного обслуговування, рекомендую перед тим, як приступати до поглибленого пошуку несправності, зробити профілактику контактів - освітлити звичайним гумкою і протерти спиртом. Увага! Ніколи не користуйся абразивними шкірками для чищення срібних та позолочених контактів. Це вірна смерть роз'єму. Покриття сріблом або золотом робиться завжди дуже тонким шаром, і стерти його абразивом до міді дуже легко. Корисно провести процедуру самоочищення контактів розетки роз'єму, на професійному сленгу «мами»: з'єднайте-роз'єднайте роз'єм кілька разів, від тертя пружинні контакти трохи очищаються. Ще раджу, працюючи з будь-якими контактними з'єднаннями, не чіпати їх руками – масляні плями від пальців негативно впливають на надійність електричного контакту. Чистота запорука надійної роботи контакту.

Найперша справа - перевірити спрацювання будь-якого блокування, захисту на початку ремонту. (У будь-якій нормальній технічній документації на прилад є розділ з докладним описом блокувань, що застосовуються в ньому.)

Після огляду та перевірки живлення прикиньте навскидку - що найімовірніше зламалося в приладі, та перевірте ці версії. Відразу в нетрі приладу не варто лізти. Спочатку перевірте всю периферію, особливо справність виконавчих органів - можливо, зламався не сам прилад, а будь-який механізм, керований ним. Загалом рекомендується вивчити, хай і не до тонкощів, весь виробничий процес, учасником якого є підопічний прилад. Коли очевидні версії вичерпані – ось тоді сідайте за свій робочий стіл, заварюйте чайку, розкладайте схеми та іншу документацію на прилад та «народжуйте» нові ідеї. Думайте, що ще могло спричинити цю хворобу приладу.

Через деякий час у вас має народитися певна кількість нових версій. Тут рекомендую не поспішати тікати перевіряти їх. Сядьте де-небудь у спокійній обстановці і подумайте над цими версіями на предмет величини ймовірності кожної з них. Тренуйте себе у справі оцінки таких ймовірностей, а коли накопичиться досвід у подібній селекції – станете робити ремонт набагато швидше.

Найрезультативніший і надійніший спосіб перевірки підозрюваного блоку, вузла приладу на працездатність, як уже говорилося, це заміна його на свідомо справний. Не забувайте при цьому уважно перевіряти блоки щодо їх повної ідентичності. Якщо підключатимете тестований блок до працюючого справного приладу, то по можливості підстрахуйтеся - перевірте блок на предмет завищених вихідних напруг, коротке замикання по живленню і в силовій частині, та інші можливі несправності, які можуть вивести з ладу робочий прилад. Буває й протилежне: підключаєш донорську робочу плату до зламаного приладу, перевіряєш, що хотів, а коли її повертаєш назад - вона виявляється вже непрацездатною. Таке буває нечасто, але все ж майте на увазі цей момент.

Якщо в такий спосіб вдалося знайти несправний блок, далі локалізувати пошук несправності до конкретного електроелемента допоможе так званий «сигнатурний аналіз». Так називають метод, у якому ремонтник проводить інтелектуальний аналіз всіх сигналів, якими «живе» випробуваний вузол. Підключіть досліджуваний блок, вузол, плату до приладу за допомогою спеціальних подовжувачів-перехідників (такі зазвичай постачаються в комплекті з приладом), щоб вільний доступ до всіх електроелементів. Розкладіть поруч схему, вимірювальні прилади та увімкніть живлення. Тепер звірте сигнали у контрольних точках на платі з напругою, осцилограмами на схемі (у документації). Якщо схема та документація не блищать такими подробицями, тут вже напружуйте мізки. Хороші знання з схемотехніки тут будуть дуже доречними.

Якщо виникли якісь сумніви, можна «повісити» на перехідник справну зразкову плату з робочого приладу і порівняти сигнали. Звірте зі схемою (з документацією) всі можливі сигнали, напруги, осцилограми. Якщо знайдено відхилення будь-якого сигналу від норми, не поспішайте робити висновок про несправність цього електроелемента. Він може бути не причиною, а лише наслідком іншого нештатного сигналу, який змусив цей елемент видати хибний сигнал. Під час ремонту намагайтеся звужувати коло пошуку, максимально локалізувати несправність. Працюючи з підозрюваним вузлом/блоком, вигадуйте такі випробування та вимірювання для нього, які виключили (або підтвердили) причетність цього вузла/блоку до даної несправності напевно! Сім разів подумайте, коли виключаєте блок із неблагонадійних. Усі сумніви у цій справі мають бути розвіяні явними доказами.

Експерименти робіть завжди осмислено, метод "наукового тику" не наш метод. Мовляв, дай я ось цей провід сюди ткну і подивлюся, що буде. Ніколи не уподібнюйтеся таким ремонтаторам. Наслідки будь-якого експерименту обов'язково мають бути продумані та нести корисну інформацію. Безглузді ж експерименти - марна трата часу, і до того ж ще поламати можна щось. Розвивайте в собі здатність логічно мислити, прагнете бачити чіткі причинно-наслідкові зв'язки в роботі пристрою. Навіть у роботі зламаного приладу є своя логіка, є пояснення. Зможете зрозуміти та пояснити нестандартну поведінку приладу – знайдете його дефект. У справі ремонту дуже важливо чітко уявляти алгоритм роботи приладу. Якщо у вас є прогалини в цій галузі, читайте документацію, запитуйте всіх, хто хоч щось знає про питання, що цікавить. І не бійтеся запитувати, всупереч поширеній думці, це не зменшує авторитет в очах колег, а навпаки, розумні люди завжди це оцінять позитивно. Пам'ятати схему приладу абсолютно непотрібно, для цього папір придумали. А ось алгоритм його роботи треба знати «назубок». І ось ви «трусите» прилад уже котрий день. Вивчили його так, що здається далі нікуди. І вже неодноразово катували усі підозрювані блоки/вузли. Випробовано навіть здавалося б найфантастичніші варіанти, а несправність так і не знайдено. Ви вже починаєте потроху нервувати, може навіть панікувати. Вітаю! Ви досягли апогею у цьому ремонті. І тут допоможе лише… відпочинок! Ви просто втомилися, потрібно відволіктися від роботи. У вас, як кажуть досвідчені люди, «око замилилося». Отже, кидайте роботу і повністю відключіть свою увагу від підопічного приладу. Можна зайнятися іншою роботою, або нічим не займатися. Але про прилад треба забути. А от коли відпочинете, самі відчуєте бажання продовжити битву. І як часто буває, після такої перерви ви раптом побачите таке просте вирішення проблеми, що здивуєтеся невимовно!

А ось із несправністю третього типу все набагато складніше. Так як збої в роботі приладу зазвичай носять випадковий характер, то для того щоб зловити момент прояву збою, часу часто потрібно дуже багато. Особливості зовнішнього огляду у разі полягають у поєднанні пошуку можливої ​​причини збою з проведенням профілактичних робіт. Ось для орієнтира список деяких можливих причин появи збоїв.

Поганий контакт (насамперед!). Почистіть всі роз'єми відразу у всьому приладі і уважно оглядайте при цьому контакти.

Перегрів (як і переохолодження) всього приладу, викликаний підвищеною (зниженою) температурою навколишнього середовища, або викликаний тривалою роботою з високим навантаженням.

Пил на платах, вузлах, блоках.

Забруднення радіаторів охолодження. Перегрів напівпровідникових елементів, які вони охолоджують, може бути причиною збоїв.

Перешкоди у мережі живлення. Якщо фільтр живлення відсутній або вийшов з ладу, або його властивостей, що фільтрують, недостатньо для даних умов експлуатації приладу, то збої в його роботі будуть нерідкими гостями. Спробуйте зв'язати збої з включенням будь-якого навантаження в тій же електромережі, від якої живиться прилад, і цим знайти винуватця перешкоди. Можливо саме в сусідньому приладі несправний мережевий фільтр, або ще якась інша несправність у ньому, а не в приладі, що ремонтується. По можливості запитайте прилад на деякий час від безперебійника з вбудованим мережевим фільтром. Збої пропадуть – шукайте проблему в мережі.

І тут, як і в попередньому випадку, найефективнішим способом ремонту є метод заміни блоків на справно. Змінюючи блоки та вузли між однаковими приладами, уважно стежте за їхньою повною ідентичністю. Зверніть увагу на наявність персональних налаштувань у них – різні потенціометри, налаштовані контури індуктивності, перемикачі, джемпери, перемички, програмні вставки, ПЗП з різними версіями прошивок. Якщо вони є, то рішення про заміну приймайте, обміркувавши всі можливі проблеми, які можуть виникнути у зв'язку з небезпекою порушення роботи блоку/вузла та приладу в цілому через різницю в таких налаштуваннях. Якщо все ж таки є гостра необхідність у такій заміні, то робіть переналаштування блоків з обов'язковим записом попереднього стану - знадобиться при поверненні.

Буває так, що замінено всі складові прилад плати, блоки, вузли, а дефект залишився. Значить, логічно припустити, що несправність засіла в периферії, що залишилася, в джгутах проводів, всередині якого-небудь роз'єму проводок відірвався, може бути дефект крос-плати. Іноді винен буває зім'ятий контакт роз'єму, наприклад, у боксі для плат. Працюючи з мікропроцесорними системами іноді допомагає багаторазовий прогін тестових програм. Їх можна закільцювати або налаштувати на велику кількість циклів. До того ж краще, якщо вони будуть саме спеціалізовані тестові, а не робітники. Ці програми вміють фіксувати збій і всю супутню інформацію. Якщо вмієте, самі напишіть таку тестову програму з орієнтацією на конкретний збій.

Буває, що періодичність прояву збою має певну закономірність. Якщо збій можна пов'язати за часом з виконанням якогось конкретного процесу у приладі, тоді вам пощастило. Це дуже гарна зачіпка для аналізу. Тому завжди уважно спостерігайте за збоями приладу, помічайте всі обставини, за яких вони виявляються, і намагайтеся пов'язати їх із виконанням будь-якої функції приладу. Тривале спостереження за приладом, що збоить, у цьому випадку може дати ключ до розгадки таємниці збою. Якщо знайти залежність появи збою від, наприклад, перегріву, підвищення/зниження напруги живлення, від вібраційного впливу, це дасть певне уявлення про характер несправності. А далі - «що шукає та знайде».

Спосіб контрольної заміни майже завжди дає позитивні результати. Але в знайденому таким чином блоці може бути безліч мікросхем та інших елементів. Отже, є можливість відновити роботу блоку заміною лише однієї, недорогої детальки. Як у цьому випадку локалізувати пошук далі? Тут теж не все втрачено, є кілька цікавих прийомів. Сигнатурним аналізом зловити збій майже неможливо. Тому спробуємо використати деякі нестандартні методи. Потрібно спровокувати блок на збій при певному локальному впливі на нього і при цьому треба, щоб момент прояву збою можна було прив'язати до конкретної деталі блоку. Вішайте блок на перехідник/подовжувач та починайте його мучити. Якщо підозрюєте в платі мікротріщину, можна спробувати закріпити плату на якомусь жорсткому підставі і деформувати лише малі частини її площі (кути, краї) і гнути їх у різних площинах. І спостерігайте при цьому за роботою приладу – ловіть збій. Можна спробувати постукати ручкою викрутки частинами плати. Визначилися з ділянкою плати – беріть лінзу та уважно виглядайте тріщину. Нечасто, але іноді все-таки вдається виявити дефект, і, до речі, при цьому далеко не завжди винною є мікротріщина. Набагато частіше знаходяться дефекти паяння. Тому рекомендується не тільки гнути саму плату, а й ворушити всі її електроелементи, уважно спостерігаючи за паяним з'єднанням. Якщо підозрілих елементів небагато, можна просто відразу все пропаяти, щоб у майбутньому більше не було проблем із цим блоком.

А от якщо внаслідок збою підозрюється якийсь напівпровідниковий елемент плати, знайти його буде непросто. Але й тут теж можна мовчати, є такий дещо радикальний спосіб спровокувати збій: у робочому стані нагрівайте паяльником по черзі кожен електроелемент та стежте за поведінкою приладу. До металевих частин електроелементів паяльник потрібно прикладати через тонку платівку слюди. Гріти приблизно градусів до 100-120, хоча іноді й більше потрібно. При цьому, звичайно, є певна частка ймовірності додатково зіпсувати будь-який «невинний» елемент на платі, але чи варто ризикувати в цьому випадку, це вже вирішувати вам. Можна спробувати навпаки, охолоджувати крижинкою. Теж не часто, але все ж таки можна і в такий спосіб спробувати, як у нас кажуть, - «виколупати клопа». Якщо вже сильно припекло, і за наявності можливості, звичайно, змінюйте всі підряд напівпровідники на платі. Черговість заміни - по низхідній еергоіасищості. Змінюйте блоками по кілька штук, періодично перевіряючи працездатність блоку на відсутність збоїв. Спробуйте добре пропаяти все підряд електроелементи на платі, іноді тільки одна ця процедура повертає прилад до здорового життя. Взагалі з несправністю такого типу ніколи не можна гарантувати повне одужання приладу. Часто буває так, що ви під час пошуку несправності ворухнули випадково якийсь елемент, який мав слабкий контакт. При цьому несправність зникла, але швидше за все цей контакт знову проявить себе з часом. Ремонт збою, що рідко проявляється - заняття невдячне, часу і зусиль вимагає багато, а гарантії, що прилад буде обов'язково відремонтований, немає ніякої. Тому багато майстрів часто відмовляються братися за ремонт таких примхливих приладів, і, чесно кажучи, я їх за це не звинувачую.