不带序号：故障分析与检修的知识链接

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，即一种是由电路中元器件本身的老化等原因产生的故障;而另一种是由人为疏忽产生的故障。

(1)客观性产生的故障

1)电子元器件的参数发生变化

电子元件的参数在数字电路中所起的作用非常重要，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。

2)电子元器件等不良接触

数字电路是由若干电子元器件组成的电路。因此，各个元器件接触的情况也会引发数字电路出现故障。由接触不良引发数字电路发生故障的情况很多，如插件的松动、焊点被氧化、焊接不牢靠等情况都会造成电路板故障。

3)信号线的损坏

电路板在潮湿和大电流等因素作用下会导致信号线出现短路、烧损、断路等现象，电路板变形产生的张力也会使印制线路断裂。信号线的损坏，会导致数字电路无法正常工作。

4)工作环境恶劣

由于电路板是由许多元器件组装而成的，这些元器件的性能又受环境的影响很大。因此，当电路的工作环境比较恶劣时，如潮湿、电磁场等环境，都会使得元器件的性能有所改变，由此也就改变了电路的工作状态，使之出现故障。

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，使用过期的元器件，也会造成数字电路无法正常工作，从而导致故障。

(2)主观性产生的故障

1)不合理的设计产生的故障

由于数字电路板是由很多元器件组合而成的，因此任何一个元器件的选择和使用情况，都会对整个电路造成很大的影响。如果选择的元器件参数不合适，或者在组合装配上出现错误，都会使数字电路出现故障。

2)线路连接产生的故障

正确连线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，经常会出现错误。显然，错误的连线必然使电路出现故障。

2.数字电路中常见的故障分析

数字电路的常见故障主要可以分为两类：一类是逻辑故障，也就是数字电路中一些逻辑值发生了变化，与规定的逻辑值之间出现了偏差，甚至出现相反的现象;另一类是非逻辑故障，是指逻辑故障之外的其他故障。下面针对数字电路中的逻辑故障进行分析。

(1)固定电平故障

固定电平故障是指因故障而使某一处的逻辑电平值保持为固定值时的故障。根据电路中固定电平故障的数目可分为单固定电平故障和多固定电平故障。当只考虑固定电平故障，且同一时间只考虑一个固定电平故障时，称其为单固定电平故障。出现在数字电路内部的部分故障，均可归结到其输入端与输出端的固定电平故障上，这也可推广到一般数字电路。如果一个数字电路中有两个或两个以上的固定电平故障，则称为多固定电平故障。

(2)桥路故障

桥路故障是由信号线、接插件短路及集成电路工艺不完善、裸线过长或松动等原因而连接到一起所造成的故障。桥路故障主要有两种类型：一种是由于输入信号之间，或者是门电路输入信号之间桥接造成的故障;另一种是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桥接造成的故障。

(3)固定开路故障

固定开路故障发生在CMOS电路中。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。(www.xing528.com)

(4)信号延迟故障

当电路结构没有任何故障也不会正常工作时，就要考虑可能是由信号延迟引发的故障。延迟故障是指电路中由于各个元器件的延迟变化、脉冲信号参数的变化等所引起的各种故障。

(5)软故障

软故障是指由元器件参数或性能不稳定，以及电路某一方面的原因，使电路产生不稳定的现象。这类故障有较强的随机性和偶然性。造成这类故障的因素很多，如环境的潮湿、较强的电磁环境、电源的干扰等。多数软故障最终会发展成为固定性故障。暂态故障由于它的随机性和偶发性，分析和诊断都比固定型故障困难。

3.数字电路故障的检测方法

(1)直接观察检测法

直接观察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)这两种方法。静态观察是指查看元器件是否插好、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;线路是否正确地接入到电路板中，是否有短路现象;查看元器件是否有发烫、发出异味、冒烟现象。而动态观察法则是查看脉冲是否被接入到电路板中。直接观察检测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。

(2)分块测试法

如果通过直接观察的方法未检测出故障，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、功能等，把电路分成若干个独立的电路，然后通电分别进行测试，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。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)对比替代检测法

当大概知道哪一部分电路有故障时，可以通过对该部分电路中的关键点信号进行检测，然后与正常电路相比较，找出电路中有故障的信号，进而分析故障的原因，排除故障。

当很难发现电路故障时，可以采用替代法来检测电路的故障。所谓替代法，就是把电路中的可疑元器件用同样型号、优质的元器件来替代，然后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元器件。

(4)电阻检测法

当元器件出现冒烟、散发出异味等明显异常现象时，应马上切断电源，以免故障进一步扩大。为了判断电路是否有短路现象，通常采用电阻检测法。除此之外，采用电阻检测法还可以检测出电路板内部、电路连线之间是否有接触不良及短路等现象。

(5)波形检测法

波形检测法就是用示波器对各级的输出波形进行检测，观察输出的波形是否正常，以此来检测出电路的故障。这种方法被广泛应用于脉冲电路中。

(6)顺序检测法

顺序检测法就是根据信号的流向查找故障。顺序检测法有两种信号查找顺序：一种是由输入级向输出级逐级检查，采用该方法通常需要在输入端加相应信号，然后沿信号的流向逐级向输出级进行测量，直到发现故障为止;另一种是由输出级逐级向输入级检查，当发现信号不正常时，这时可以从故障级开始逐级进行检测，直到检测出有正常信号的那级为止。

(7)逻辑检查法

逻辑检查法是针对数字电路逻辑故障而形成的检测方法，主要是利用逻辑电路输入变量的所有可能的取值作为测试码集合，然后输入逻辑电路并观察电路输出是否符合逻辑功能。常用的方法有群举测试法和伪群举测试法两种。

1)群举测试法

郡举测试法是指在被测试电路的输入端输入所有可能存在的输入信号作为测试码，然后观察被测电路输出是否符合电路逻辑功能的故障检测方法。群举测试法的步骤是先找到用于检测电路中可能存在的故障测试码集合，再把它们加入到待电路输入端，最后检测出电路的响应，从而确定出故障部位。

2)伪群举测试法

为了克服群举测试法中测试码过多、测试时间长的缺陷，在实际测试时，通常先把电路进行合理分块，然后对每一个被划分的电路进行群举测试，这种方法称为伪群举测试法。当在某块电路中找出故障后，就不再对其他电路进行群举测试，因此能使检测量大大降低。