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[摘 要]数字电路往往因电子元器件的质量和寿命问题，或因意外情况，导致故障的发生。如何对数字电路故障进行有效诊断，从而采取针对性的解决办法，以实现数字电路功能的恢复，是完成电路设计、实现电路生产和运用的重要问题。本文首先对数字电路及其主要特征进行简要阐述，进而对数字电路故障的主要特征进行分析，并就数字电路故障的诊断策略提出相应的看法，以期能提高数字电路故障的诊断效率。
[关键词]数字电路；故障；诊断；策略
中图分类号：TN791 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）29-0281-01
数字电路作为由电子元件和电路构成的集成电路，往往因电子元件的质量问题和电路的内外部原因，导致电路出现问题和故障，使得其无法正常工作。要实现对数字电路的检测和维修，就需要掌握数字电路的主要特征以及其故障的主要特征，并在此基础上，对于数字电路故障进行检测和测试，从而了解故障发生状况，并能够预先提出故障的修复办法。数字电路的故障诊断多运用到电路的设计和生产当中，对于保证数字电路的正常运行、确保数字电路的质量和效率有着重要意义。
1.数字电路及其主要特征
数字电路，是用于变换并处理电路上离散信号的电路之一[1]。数字电路的主要功能，即在电子元件的辅助下，实现相应的功能和作用，并通过科学计算实现相应的计算数值。根据信号处理方式的不同，数字电路可分为模拟电路和数字电路。模拟电路虽然能够完成部分的连续逻辑函数运算，拥有部分数字电路的基础功能，但相较于数字电路来讲，其功能和作用仍未达到相应的要求[2]。数字电路则能通过程序的辅助，在运算的基础上，完成对数字电路的运算和计算功能。
数字电路的主要特征表现为其严格的逻辑性、时序性，且基本信号存在且只有高或低两种运算逻辑。数字电路需要通过严密的逻辑运算，在动态逻辑函数的表现之下，完成相应的电路呈现。要想进行数字电路的设计，需要严格遵从数字电路的逻辑性，完成数字电路的逻辑设计。同时，数字电路的动态特性要求数字电路的各组成部分能够遵从严格的逻辑顺序，且能够以一定的时序性确保其逻辑性和时序性的实现。此外，也因其作为逻辑电路和动态运算，使得其基本信号没有多重逻辑特征，只包括高或低的逻辑。另外，传统数字电路数字电路在完成设计，且硬件和电路确定之后，并不能够进行修改改动，而现代意义的数字电路则能够进行灵活的变更[3]。
2.数字电路故障的基本特征
从数字电路的故障来看，因数字电路的电子元件均封装在电路内部，要想进行故障检测，单纯依靠直接观察和测量，并不能及时发现故障所在。同时，因数字电路为组合性且为时序性的，因此，数字电路故障的检测无法通过逻辑电平或者电路的输入或输出变量状态以及其波形进行，需要通过一定的检测方法，结合数字电路的主要特征加以检测，从而进行相应的修改和维修。在数字电路故障的查找和检测上，应当利用有效的信号源和示波器等器材，借此来观察数字电路输入输出的波形，并能够判断电路的相位关系，从而准确掌握电路的分布状况，有序且有效地进行故障的检测。
数字电路故障发生时，要想对其进行查找和维修，应当遵从数字电路的逻辑性和时序性，按照顺序进行问题和故障的查找，利用仪器设备来检测电路输入输出，并将其与数字电路预期可达到的波形数据作对比，从而缩小检查范围。然而，许多数字电路的信号为非周期性，因此，在对其故障进行检测时，就需要运用到逻辑分析仪，并在相应辅助设备的帮助下，完成对数字电路运行状态的分析，从而找出数字电路的故障所在。
3.数字电路故障诊断的主要策略
3.1 故障检测与诊断的隔离
在对数字电路的故障进行诊断时，首先要做的，就是缩小故障所在的范围，以避免盲目检测，浪费大量时间，且无法有效找到数字电路的故障所在。故障检测与诊断的隔离，就是对数字电路故障的范围进行缩小，提高诊断效率。因数字电路的逻辑性和时序性较强，因此，在对其进行故障诊断和检测时，就可以运用逻辑检测探头，在电路信号之间进行信号的检测，如未检测到有效信号，则说明该区域出现相应故障。借助信号脉冲存储器，将检测过的信号进行存储，能够直观地了解信号分布情况，从而实现对数字电路故障的诊断。同时，借助数字电路逻辑性的特点，运用逻辑分析器，能够通过对程序执行过程中数据的传输情况进行观察，从而快速定位到出现问题和故障的数字电路路段，并能够借助仪器设备的帮助，及时准确地找到存在故障的电子元件或者电路块[4]。
3.2 故障检测与诊断的定位
在完成数字电路故障的诊断隔离之后，使得数字电路故障的范围得到有效缩小，接下来就是准确找到故障所在的电路块或电子元件，从而采取针对性的维修办法，这也就是故障检测与诊断的定位。定位的过程需要借助相应的电子设备和器械，诸如逻辑探头和电流检测仪等是故障诊断定位中的常用设备[5]。利用逻辑探头，能够在数字电路上进行脉冲活动情况的检查，通过逻辑设备的分析，掌握数字电路的信号输入和输出情况。在检查的过程中，只要检测出数字电路存在相应的信号活动，则一般情况而言，该电路的运行为正常和有效的。同时，在定位过程中，往往数字电路的故障为偶发性的，不会出现时序性导致的连续性故障，故可忽略对于电路时序性的检测。
3.3 电路故障的诊断判断处理
通过对数字电路故障的诊断隔离和定位，能够使得故障的范围得到有效缩小，并在逻辑探头设备的帮助下，将故障定位到具体的电子元件或电路块上。在完成这一步骤之后，就需要对于出现故障的电子元件或电路块进行诊断判断，并采取相应的维修和处理办法。如在完成故障诊断之后，通过对电子元件的动态波形进行检测，发现其存在着相应的问题和故障，而在对该故障进行处理时，则存在着两种可能的处理办法[6]。首先，可能由于计数器设备本身存在着质量问题，通过对计数器本身的负载能力进行有效检测，分析是否存在质量问题。通过断开计数器的输出负载的形式，来观测其工作情况，如为正常，则应进行计数器的更换。
其次，可能是电子元件存在故障问题，应进行及时的更换，以完成对数字电路的故障诊断和维修。
4.结语
数字电路作为电器产品有效运行的重要部件，确保其质量问题，避免出现相应的故障，是保证电器产品正常使用、实现其质量和性能提高的重要保证。当数字电路出现故障问题时，应当运用正确的诊断办法，通过故障的检测和诊断隔离，以及诊断的有效定位，并采取有效的故障判断处理办法，完成数字电路故障的诊断和维修，确保数字电路的良好运行，以有效支持电器产品的良好运行。
参考文献
[1] 杨智明，俞洋，乔立岩，王钢.基于偏置经验特征映射的电路故障诊断方法[J].仪器仪表学报.2013（07）.
[2] 秦福星，王龙，周庆年.基于分区定位的电路故障诊断新方法[J].船电技术.2010（11）.
[3] 包宋建.模拟电子技术教学改革实践与探索[J].教育教学论坛.2015（16）.
[4] 蔺智挺，彭春雨，朱家俊.模拟集成电路设计实训[J].实验室研究与探索.2015（02）.
[5] 王宁，杜俊贤.神经网络在电路故障诊断方面的应用[J].电子世界.2012（16）.
[6] 李霖，叶永安.电子电路故障诊断与处理[J].电子科技.2013（01）.
作者简介
李阳（1994--）男，吉林长春人，安全防范工程专业。
[关键词]数字电路；故障；诊断；策略
中图分类号：TN791 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）29-0281-01
数字电路作为由电子元件和电路构成的集成电路，往往因电子元件的质量问题和电路的内外部原因，导致电路出现问题和故障，使得其无法正常工作。要实现对数字电路的检测和维修，就需要掌握数字电路的主要特征以及其故障的主要特征，并在此基础上，对于数字电路故障进行检测和测试，从而了解故障发生状况，并能够预先提出故障的修复办法。数字电路的故障诊断多运用到电路的设计和生产当中，对于保证数字电路的正常运行、确保数字电路的质量和效率有着重要意义。
1.数字电路及其主要特征
数字电路，是用于变换并处理电路上离散信号的电路之一[1]。数字电路的主要功能，即在电子元件的辅助下，实现相应的功能和作用，并通过科学计算实现相应的计算数值。根据信号处理方式的不同，数字电路可分为模拟电路和数字电路。模拟电路虽然能够完成部分的连续逻辑函数运算，拥有部分数字电路的基础功能，但相较于数字电路来讲，其功能和作用仍未达到相应的要求[2]。数字电路则能通过程序的辅助，在运算的基础上，完成对数字电路的运算和计算功能。
数字电路的主要特征表现为其严格的逻辑性、时序性，且基本信号存在且只有高或低两种运算逻辑。数字电路需要通过严密的逻辑运算，在动态逻辑函数的表现之下，完成相应的电路呈现。要想进行数字电路的设计，需要严格遵从数字电路的逻辑性，完成数字电路的逻辑设计。同时，数字电路的动态特性要求数字电路的各组成部分能够遵从严格的逻辑顺序，且能够以一定的时序性确保其逻辑性和时序性的实现。此外，也因其作为逻辑电路和动态运算，使得其基本信号没有多重逻辑特征，只包括高或低的逻辑。另外，传统数字电路数字电路在完成设计，且硬件和电路确定之后，并不能够进行修改改动，而现代意义的数字电路则能够进行灵活的变更[3]。
2.数字电路故障的基本特征
从数字电路的故障来看，因数字电路的电子元件均封装在电路内部，要想进行故障检测，单纯依靠直接观察和测量，并不能及时发现故障所在。同时，因数字电路为组合性且为时序性的，因此，数字电路故障的检测无法通过逻辑电平或者电路的输入或输出变量状态以及其波形进行，需要通过一定的检测方法，结合数字电路的主要特征加以检测，从而进行相应的修改和维修。在数字电路故障的查找和检测上，应当利用有效的信号源和示波器等器材，借此来观察数字电路输入输出的波形，并能够判断电路的相位关系，从而准确掌握电路的分布状况，有序且有效地进行故障的检测。
数字电路故障发生时，要想对其进行查找和维修，应当遵从数字电路的逻辑性和时序性，按照顺序进行问题和故障的查找，利用仪器设备来检测电路输入输出，并将其与数字电路预期可达到的波形数据作对比，从而缩小检查范围。然而，许多数字电路的信号为非周期性，因此，在对其故障进行检测时，就需要运用到逻辑分析仪，并在相应辅助设备的帮助下，完成对数字电路运行状态的分析，从而找出数字电路的故障所在。
3.数字电路故障诊断的主要策略
3.1 故障检测与诊断的隔离
在对数字电路的故障进行诊断时，首先要做的，就是缩小故障所在的范围，以避免盲目检测，浪费大量时间，且无法有效找到数字电路的故障所在。故障检测与诊断的隔离，就是对数字电路故障的范围进行缩小，提高诊断效率。因数字电路的逻辑性和时序性较强，因此，在对其进行故障诊断和检测时，就可以运用逻辑检测探头，在电路信号之间进行信号的检测，如未检测到有效信号，则说明该区域出现相应故障。借助信号脉冲存储器，将检测过的信号进行存储，能够直观地了解信号分布情况，从而实现对数字电路故障的诊断。同时，借助数字电路逻辑性的特点，运用逻辑分析器，能够通过对程序执行过程中数据的传输情况进行观察，从而快速定位到出现问题和故障的数字电路路段，并能够借助仪器设备的帮助，及时准确地找到存在故障的电子元件或者电路块[4]。
3.2 故障检测与诊断的定位
在完成数字电路故障的诊断隔离之后，使得数字电路故障的范围得到有效缩小，接下来就是准确找到故障所在的电路块或电子元件，从而采取针对性的维修办法，这也就是故障检测与诊断的定位。定位的过程需要借助相应的电子设备和器械，诸如逻辑探头和电流检测仪等是故障诊断定位中的常用设备[5]。利用逻辑探头，能够在数字电路上进行脉冲活动情况的检查，通过逻辑设备的分析，掌握数字电路的信号输入和输出情况。在检查的过程中，只要检测出数字电路存在相应的信号活动，则一般情况而言，该电路的运行为正常和有效的。同时，在定位过程中，往往数字电路的故障为偶发性的，不会出现时序性导致的连续性故障，故可忽略对于电路时序性的检测。
3.3 电路故障的诊断判断处理
通过对数字电路故障的诊断隔离和定位，能够使得故障的范围得到有效缩小，并在逻辑探头设备的帮助下，将故障定位到具体的电子元件或电路块上。在完成这一步骤之后，就需要对于出现故障的电子元件或电路块进行诊断判断，并采取相应的维修和处理办法。如在完成故障诊断之后，通过对电子元件的动态波形进行检测，发现其存在着相应的问题和故障，而在对该故障进行处理时，则存在着两种可能的处理办法[6]。首先，可能由于计数器设备本身存在着质量问题，通过对计数器本身的负载能力进行有效检测，分析是否存在质量问题。通过断开计数器的输出负载的形式，来观测其工作情况，如为正常，则应进行计数器的更换。
其次，可能是电子元件存在故障问题，应进行及时的更换，以完成对数字电路的故障诊断和维修。
4.结语
数字电路作为电器产品有效运行的重要部件，确保其质量问题，避免出现相应的故障，是保证电器产品正常使用、实现其质量和性能提高的重要保证。当数字电路出现故障问题时，应当运用正确的诊断办法，通过故障的检测和诊断隔离，以及诊断的有效定位，并采取有效的故障判断处理办法，完成数字电路故障的诊断和维修，确保数字电路的良好运行，以有效支持电器产品的良好运行。
参考文献
[1] 杨智明，俞洋，乔立岩，王钢.基于偏置经验特征映射的电路故障诊断方法[J].仪器仪表学报.2013（07）.
[2] 秦福星，王龙，周庆年.基于分区定位的电路故障诊断新方法[J].船电技术.2010（11）.
[3] 包宋建.模拟电子技术教学改革实践与探索[J].教育教学论坛.2015（16）.
[4] 蔺智挺，彭春雨，朱家俊.模拟集成电路设计实训[J].实验室研究与探索.2015（02）.
[5] 王宁，杜俊贤.神经网络在电路故障诊断方面的应用[J].电子世界.2012（16）.
[6] 李霖，叶永安.电子电路故障诊断与处理[J].电子科技.2013（01）.
作者简介
李阳（1994--）男，吉林长春人，安全防范工程专业。