В ремонте техники и сборке схем всегда нужно быть уверенным в исправности всех элементов, а иначе вы зря потратите время. Микроконтроллеры тоже могут сгореть, но как его проверить, если нет внешних признаков: трещин на корпусе, обугленных участков, запаха гари и прочего? Для этого нужно:
Источник питания со стабилизированным напряжением;
Мультиметр;
Осциллограф.
Внимание:
Полная проверка всех узлов микроконтроллера трудна - лучший способ заменить заведомо исправным, или на имеющийся прошить другой программный код и проверить его выполнение. При этом программа должна включать как проверку всех пинов (например, включение и отключение светодиодов через заданный промежуток времени), а также цепи прерываний и прочего.
Теория
Это сложное устройство в нём многофункциональных узлов:
цепи питания;
регистры;
входы-выходы;
интерфейсы и прочее.
Поэтому при диагностике микроконтроллера возникают проблемы:
Работа очевидных узлов не гарантирует работу остальных составных частей.
Прежде чем приступать к диагностике любой интегральной микросхемы нужно ознакомиться с технической документацией, чтобы её найти напишите в поисковике фразу типа: «название элемента datasheet», как вариант - «atmega328 datasheet».
На первых же листах вы увидите базовые сведения об элементе, для примера рассмотрим отдельные моменты из даташита на распространенную 328-ю атмегу, допустим, она у нас в dip28 корпусе, Нужно найти цоколевки микроконтроллеров в разных корпусах, рассмотрим интересующий нас dip28.
Первое на что мы обратим внимание - это то, что выводы 7 и 8 отвечают за плюс питания и общий провод. Теперь нам нужно узнать характеристики цепей питания и потребление микроконтроллера. Напряжение питания от 1.8 до 5.5 В, ток потребляемый в активном режиме - 0.2 мА, в режиме пониженного энергопотребления - 0.75 мкА, при этом включены 32 кГц часы реального времени. Температурный диапазон от -40 до 105 градусов цельсия.
Этих сведений нам достаточно, чтобы провести базовую диагностику.
Основные причины
Микроконтроллеры выходят из строя, как по неконтролируемым обстоятельствам, так и из-за неверного обращения:
1. Перегрев при работе.
2. Перегрев при пайке.
3. Перегрузка выводов.
4. Переполюсовка питания.
5. Статическое электричество.
6. Всплески в цепях питания.
7. Механические повреждения.
8. Воздействие влаги.
Рассмотрим подробно каждую из них:
1. Перегрев может возникнуть, если вы эксплуатируете устройство в горячем месте, или если вы свою конструкцию поместили в слишком маленький корпус. Температуру микроконтроллера может повысить и слишком плотный монтаж, неверная разводка печатной платы, когда рядом с ним находятся греющиеся элементы - резисторы, транзисторы силовых цепей, линейные стабилизаторы питания. Максимально допустимые температуры распространенных микроконтроллеров лежат в пределах 80-150 градусов цельсия.
2. Если паять слишком мощным паяльником или долго держать жало на ножках вы можете перегреть мк. Тепло через выводы дойдёт до кристалла и разрушит его или соединение его с пинами.
3. Перегрузка выводов возникает из-за неверных схемотехнических решений и коротких замыканий на землю.
4. Переполюсовка, т.е. подача на Vcc минуса питания, а на GND - плюса может быть следствием неправильной установки ИМС на печатную плату, или неверного подключения к программатору.
5. Статическое электричество может повредить чип, как при монтаже, если вы не используете антистатическую атрибутику и заземление, так и в процессе работы.
6. Если произошел сбой, пробило стабилизатор или еще по какой-то причине на микроконтроллер было подано напряжение выше допустимого - он вряд ли останется цел. Это зависит от продолжительности воздействия аварийной ситуации.
7. Также не стоит слишком усердствовать при монтаже детали или разборке устройства, чтобы не повредить ножки и корпус элемента.
8. Влага становится причиной окислов, приводит к потере контактов, короткого замыкания. Причем речь идет не только о прямом попадании жидкости на плату, но и о длительной работе в условиях с повышенной влажностью (возле водоёмов и в подвалах).
Проверяем микроконтроллер без инструментов
Начните с внешнего осмотра: корпус должен быть целым, пайка выводов должна быть безупречной, без микротрещин и окислов. Это можно сделать даже с помощью обычного увеличительного стекла.
Если устройство вообще не работает - проверьте температуру микроконтроллера, если он сильно нагружен, он может греться, но не обжигать, т.е. температура корпуса должна быть такой, чтобы палец терпел при долгом удерживании. Больше без инструмента вы ничего не сделаете.
Проверьте, приходит ли напряжение на выводы Vcc и Gnd. Если напряжение в норме нужно замерить ток, для этого удобно разрезать дорожку, ведущую к выводу питания Vcc, тогда вы сможете локализоровать измерения до конкретной микросхемы, без влияния параллельно подключенных элементов.
Не забудьте зачистить покрытие платы до медного слоя в том месте, где будете прикасаться щупом. Если разрезать аккуратно, восстановить дорожку можно каплей припоя, или кусочком меди, например из обмотки трансформатора.
Как вариант можно запитать микроконтроллер от внешнего источника питания 5В (или другого подходящего напряжения), и замерить потребление, но дорожку резать все равно нужно, чтобы исключить влияние других элементов.
Для проведения всех измерений нам достаточно сведений из даташита. Не будет лишним посмотреть, на какое напряжение рассчитан стабилизатор питания для микроконтроллера. Дело в том, что разные микроконтроллерные схемы питаются от разных напряжений, это может быть и 3.3В, и 5В и другие. Напряжение может присутствовать, но не соответствовать номиналу.
Если напряжения нет - проверьте, нет ли КЗ в цепи питания, и на остальных ножках. Чтобы быстро это сделать отключите питание платы, включите мультиметр в режим прозвонки, поставьте один щуп на общий провод платы (массу).
Обычно она проходит по периметру платы, а на местах крепления с корпусом имеются залуженные площадки или на корпусах разъёмов. А вторым проведите по всем выводам микросхемы. Если он где-то запищит - проверьте что это за пин, прозвонка должна сработать на выводе GND (8-й вывод на atmega328).
Если не сработала - возможно, оборвана цепь между микроконтроллером и общим проводом. Если сработала на других ножках - смотрите по схеме, нет ли низкоомных сопротивлений между пином и минусом. Если нет - нужно выпаять микроконтроллер и прозвонить повторно. То же самое проверяем, но теперь между плюсом питания (с 7-м выводом) и выводами микроконтроллера. При желании прозваниваются все ножки между собой и проверяется схема подключения.
Глаза электронщика. С его помощью вы можете проверить наличие генерации на резонаторе. Он подключается между выводами XTAL1,2 (ножки 9 и 10).
Но щуп осциллографа имеет ёмкость, обычно 100 пФ, если установить делитель на 10 ёмкость щупа снизится до 20 пФ. Это вносит изменения в сигнал. Но для проверки работоспособности это не столь существенно, нам нужно увидеть есть ли колебания вообще. Сигнал должен иметь форму наподобие этой, и частоту соответствующую конкретному экземпляру.
Если в схеме используется внешняя память, то проверить можно очень легко. На линии обмена данными должны быть пачки прямоугольных импульсов.
Это значит, что микроконтроллер исправно выполняет код и обменивается информацией с памятью.
Если выпаятьмикроконтроллер и подключить его к программатору можно проверить его реакцию. Для этого в программе на ПК нажмите кнопку Read, после чего вы увидите ID программатора, на AVR можно попробовать читать фьюзы. Если нет защиты от чтения, вы можете считать дамп прошивки, загрузить другую программу, проверить работу на известном вам коде.Это эффективный и простой способ диагностики неисправностей микроконтроллера.
Программатор может быть как специализированным, типа USBASP для семейства АВР:
Так и универсальный, типа Miniprog.
Заключение
Как таковая проверка микроконтроллера не отличается от проверки любой другой микросхемы, разве что у вас появляется возможность использовать программатор и считать информацию микроконтроллера. Так вы убедитесь в его возможности взаимосвязи с ПК. Тем не менее, случаются неисправности, которые нельзя детектировать таким образом.
Вообще управляющее устройство редко выходит из строя, чаще проблема заключается в обвязке, поэтому не стоит сразу же лезть к микроконтроллеру со всем инструментарием, проверьте всю схему, чтобы не получить проблем с последующей прошивкой.
?- Внутрисхемная диагностика электронных компонентов, узлов печатных плат и электронных устройств
- Внесхемная диагностика электронных компонентов
- Внутрисхемное функциональное и логическое тестирование электронных компонентов и устройств
- Внесхемное функциональное тестирование электронных компонентов
- Измерение электрических характеристик электронных компонентов и устройств
- Программирование и верификация содержимого микросхем EEPROM
- Определение функций неизвестных цифровых микросхем
- Детектирование контрафактных электронных компонентов
- Программирование, тестирование и отладка микросхем и устройств, работающих по интерфейсу JTAG
- Воссоздание принципиальной схемы и схемы соединений устройств на базе печатных плат при отсутствии конструкторской документации
Success story:
Компания Honeywell Aerospace производит и сопровождает широкий спектр электронных систем, используемых в авиационной промышленности. Вследствие износа некоторых устаревших, но дорогих печатных плат, компания решила произвести исследование рынка на предмет надежного и экономичного решения, удовлетворяющего их требованиям по техническому обслуживанию печатных плат. После тщательного анализа различных предложений на рынке, в начале 2014 года Honeywell выбрала систему BoardMaster 8000Plus компании ABI. Беспрецедентный уровень покрытия неисправностей и надежность BoardMaster, в совокупности с уникальной функцией TestFlow Manager и возможностями создания собственных виртуальных инструментов значительно ускорили поиск и локализацию неисправностей и, тем самым, позволили уменьшить стоимость обслуживания и ремонта, проводимого специалистами компании.
- Возможность проведения полного цикла тестирования практически любых электронных компонентов, включая:
Цифровые микросхемы всех семейств и технологий (ТТЛ, КМОП, ЭСЛ, РТЛ, ДТЛ, БИС, PECL…);
Аналоговые микросхемы;
Двух- и трехвыводные активные компоненты (диоды и транзисторы);
Пассивные компоненты (резисторы, конденсаторы).
- Возможность работы с любыми электронными компонентами - как коммерческого, так и специального назначения.
- Широкая библиотека микросхем и активных компонентов для проведения функционального тестирования как известного, так и неизвестного образца
- Широкий предлагаемый ассортимент пробников, тестовых зажимов и адаптеров, позволяющий надежно подключиться к компоненту в практически любом типе корпусов (DIL, SOIC, PLCC, QFP, TO, TSSOP, SOT, двухвыводным компонентам…). Для детектора контрафактных компонентов также доступны адаптеры для корпусов BGA до 676 выводов.
- Интуитивный интерфейс программного обеспечения, позволяющий:
Управлять инструментами в параллельном режиме;
Разрабатывать свои виртуальные инструменты, заточенные под конкретную задачу;
Создавать тестовые последовательности и дополнять их информацией для оператора (текстовое описание методики тестирования, картинки, видеоматериалы, тех.документация, веб-ссылки и т.д.).
- Бюджетное тестирование электронных устройств на базе шины JTAG
Программирование и верификация любых микросхем, подключенных к шине;
Быстрое тестирование работы микросхем и устройства в целом, относительно эталонного;
Возможность прямой установки вывода микросхемы в заданное значение для контроля ее исправности;
Бесконтактная проверка и отладка микросхем с множеством труднодоступных или вовсе недоступных выводов.
- Возможность проведения входного контроля любых электронных компонентов на предмет их подлинности, обеспечивая защиту от недобросовестных поставщиков, поставляющих контрафактную продукцию.
- За свою 30-летнюю историю ABI помогла своим заказчикам сэкономить сотни миллионов фунтов, используя свое оборудование. Благодаря нему стало возможным произвести ремонт большого количества печатных плат, вместо проведения их утилизации, подвергающей окружающую среду серьезному риску.
За дополнительной информацией о возможностях и применениях продукции компании ABI, а также по вопросам поставки, технической поддержки и демонстрации работы, обращайтесь к специалистам нашей компании.
Тэги:
диагностика микросхем
тестирование микросхем
функциональный тест микросхем
проверка работоспособности микросхем
проверка микросхем
тест микросхем
контрафактные микросхемы детектор
контрафактные микросхемы распознаватель
контрафактные микросхемы определить
принципиальная схема платы получить
схема соединений платы получить
JTAG тестирование
периферийное сканирование JTAG
JTAG проверка микросхем
Проверка ПЛИС
Проверка СБИС
В радиолюбительской и профессиональной практике часто возникает необходимость проверить исправность простых цифровых микросхем. Использовать для этого сложные логические тестеры и анализаторы вряд ли целесообразно. Вполне можно обойтись тестером для проверки логических элементов различных микросхем.
Логический тестер простых цифровых микросхем комбинационной логики позволяет проверять исправность каждого в отдельности логического элемента (ЛЭ) микросхемы с логическими функциями двух входных переменных 2И, 2ИЛИ, 2ИСКЛ.ИЛИ и их инверсиями для популярных серий ТТЛ и КМОП. К ним относятся микросхемы функционапьных типов ЛАЗ, ЛА8, ЛА9, ЛА11-ЛА13, ЛА18, ЛА21, ЛА23; ЛЕ1, ЛЕ5, ЛЕ6, ЛЕ10, ЛЕ11; ЛИ1, Л И 2, ЛИ8; Л Л 1 , Л Л 2, ЛЛ4; Л П 5, Л П 8 , ЛП12; ТЛЗ серий ТТЛ (ТТЛ Ш) К155, К158, К131, К531, К555, КР1531, КР1533 и других, а также серий КМОП КР1554, 74 НС (1564) и типов КТЗ, ЛА7, ЛЕ5, ЛИ2, Л П 2, ЛП14, ТЛ1 серий КМОП К176, К561, 564, КР1561 . Прибор позволяет определять логическую функцию (в пределах шести указанных) и цоколевку микросхем с двухвходовыми ЛЭ. Кроме того, тестером можно проверять исправность работы биполярных транзисторов, диодов и различных р-n переходов.
Простота конструкции и удобство пользования им, наряду с достаточно широкими функциональными возможностями и компактным с исполнением автономным питанием от батареи «Корунд», позволяют использовать этот прибор не только в любительской радиолаборатории или, например, при покупке приборов на радиорынках, но и для входного контроля при мелкосерийном производстве РЭА.
Схема тестера приведена на рисунке. Генератор импульсов на DD1.1, DD1.2 с частотой около 20 Гц формирует с помощью двух двоичных делителей частоты на триггерах DD2.1, DD2.2 периодическую тестовую последовательность логических сигналов для формирования таблицы истинности логической функции двух входных переменных - 00, 01, 10, 11. Из этой тестовой последовательности образуются опорные сигналы логических функций 2И (элемент DD3.1), 2ИСКЛ.ИЛИ (элемент DD1.3) и 2ИЛИ (элементы DD3.2, DD3.3). Выбор функции осуществляется с помощью переключателя SB3, элемент DD3.4 инвертирует сигнал функции, а инверсия функции выбирается переключателем SB4 (например, 2И-НЕ, как показано на рисунке).
При равенстве проверяемого и опорного логических сигналов выходной сигнал ЛЭ сравнения равен нулю и светодиод не светится. Если же проверяемый и опорный сигналы различны, то соответствующий ошибочному проверяемому сигналу ЛЭ сравнения высоким выходным уровнем включает светодиод, индицируя неисправность данного ЛЭ (точнее, отличие логической функции элемента от опорной).
Для облегчения идентификации неисправного ЛЭ светодиоды удобно расположить вблизи соответствующих выводов проверяемой микросхемы (условно показанных на правом поле рисунка) контактной панели с DD5. При полностью исправной микросхеме DD5 все светодиоды погашены, а при ошибке хотя бы в одном ЛЭ будет мигать или постоянно светиться один или несколько светодиодов, сигнализируя о неисправности. Таким образом, данный логический тестер позволит выявить один неисправный ЛЭ при остальных годных, что может оказаться полезным в радиолюбительской практике.
Переключателями SB1 и SB2 осуществляется выбор цоколевки проверяемой микросхемы в соответствии с приводимой таблицей (на рисунке показано положение переключателей SB1, SB2 для проверки микросхем ЛА7, ЛЕ5, ЛП2 и других серий КМОП - К176, К561, 564, КР1561). Если цоколевка или логическая функция проверяемой микросхемы неизвестны, то их можно определить (в пределах функциональных возможностей данного тестера), перебирая положения переключателей SB 1, SB2, SA3. SB4.
Этим логическим тестером можно также проверять исправность биполярных транзисторов, диодов и различных р-n переходов. Для этого в схему введены элементы SB5, R17, R18, HL6 t HL7 и зажимы для подключения транзисторов «Э», «Б», «К» и диодов «VD».
Переключателем SB5 тестер переводится из режима проверки микросхем (показан на схеме) в режим проверки транзисторов. При верхнем по схеме положении переключателя SB5 опорный логический уровень подается только на элемент DD4.4, а зажимы эмиттера «Э» и базы «Б» через резисторы R17, R18 «опрашиваются» сигналами тестовой последовательности с неинвертирующих выходов триггеров. На другой вход элемента сравнения DD4.4, соединенный с зажимом «К» (коллектор), через резистор R16 поступает уровень, противофазный «эмиттерно- му» (с инверсного выхода триггера DD2.1).
|
Название положения |
Положение SB1 |
Положение SB2 |
Серии микросхем |
КМОП: К561, К170, 564, КР1561 |
ТТЛ/ТТЛШ: К155, К555, 133, 533, К531, КР1533, КР1531 и др. КМОП: КР1554, 74НС(1564) |
Цоколевка панели: вход, вход-выход |
1,2 = 3 5, 6 = 4 8, 9= 10 12, 13* 11 |
2, 3 = 1 5, 6 = 4 8, 9= 10 11, 12= 13 |
1,2 = 3 4, 5 = 6 9, 10 = 8 12, 13= 11 |
Тмл (лог. функция микросхемы) |
ЛЕ5 (ИЛИ-НЕ) ЛП2(ИСКЛ. ИЛИ) ЛП14(ИСКЛ. ИЛИ) ТЛ2 (И-НЕ) |
ЛАв (И-НЕ) ЛЕ1 (ИЛИ-НЕ) ЛЕ5 (ИЛИ-НЕ) ЛЕб (ИЛИ-НЕ) ЛЕЮ (ИЛИ-НЕ) ЛЕ11 (ЙЛИ-НЕ) |
ЛАЗ, ЛА9 (И-НЕ) ЛА11, ЛА13 (И-НЕ) ЛА21, ЛА23 (И-НЕ) ЛА18, ТЛЗ (И-НЕ) ЛИ1, ЛИ2, ЛИ8 (И) ЛЛ1, ЛЛ2 (ИЛИ) ЛП5, ЛП12 (ИСКЛ. ИЛИ) ЛП8 (проверка по функции ИЛИ) |
При подключении к этим зажимам одноименных выводов исправного транзистора на его коллекторе формируется периодический сигнал, соответствующий логической функции 2ИЛИ-НЕдля транзисторов структуры п-р-п и 2И-НЕдля транзисторов структуры р-п-р, т. е. выбор типа проводимости проверяемого транзистора осуществляется переключателями SB3, SB4. В одной из четырех фаз сигналов опроса транзистор включается по схеме с общим эмиттером (если пренебречь защитным резистором R17), при этом резистор R18 задает ток базы транзистора, а резистор R16 является его коллекторной нагрузкой.
Одновременно тестовая последовательность с неинвертирующих выходов триггеров DD2.1, DD2.2 подается на входы всех ЛЭ проверяемой микросхемы DD5, размещенной в контактной панели XS1. Транзисторы VT1, VT2 усиливают ток низкого логического уровня до величины, достаточной для подключения четырех входов ЛЭ серий ТТЛ К155, К531 и других. Резисторы R4-R11 защищают прибор и проверяемую микросхему при неправильном ее включении, исключают влияние неисправных (короткозамкнутых на выводы питания) входов микросхемы на другие входные цепи и дополнительно ограничивают величину ее входных токов. Если тестер используется для проверки микросхем только КМОП серий, то сопротивление резисторов R4-R11 лучше увеличить до 1 МОм для контроля входных токов порядка 1 мкА, а элементы VT1, VT2, R2, R3 можно исключить.
Выходные сигналы с проверяемых ЛЭ микросхемы DD5 подаются на входы ЛЭ сравнения микросхемы DD4. Резисторы R13-R16 проверяют нагрузочную способность выходов DD5 (для микросхем КМОП) и необходимы для проверки ЛЭ с выходами типа «открытый коллектор» (ТТЛ). На другие входы ЛЭ сравнения поступает опорный сигнал выбранной логической функции с переключателя SB4, а к выходам ЛЭ сравнения подключены светодиоды HL1-HL4, причем токоограничивающие резисторы для светодиодов не нужны, поскольку выходной ток микросхемы DD4 ограничен на уровне нескольких миллиампер.
Если коэффициент усиления тока базы проверяемого транзистора меньше величины 0.6R18/R16 (для указанных номиналов - меньше 10), то тестер будет считать его неисправным. Меняя сопротивление резистора R18, можно устанавливать критерий отбора транзисторов по коэффициенту усиления тока. Таким образом, при годном транзисторе все светодиоды будут погашены, а в остальных случаях светодиод HL4 будет мигать.
Испытатель диодов с автоматическим определением полярности подключения аналогичен описанному в . При подключении диода (или любого выпрямляющего перехода) к зажимам «VD» в произвольной полярности будет мигать тот из светодиодов HL6, HL7, который включен в том же направлении, что и диод, индицируя полярность его включения. При коротком замыкании в диоде мигают оба светодиода, а при обрыве - не мигает ни один.
Блок питания тестера должен быть рассчитан на максимальный выходной ток не менее 150 мА при выходном напряжении не менее 7,5 В. Для проверки микросхем КМОП возможно питание от батареи «Корунд», поскольку в этом случае ток потребления тестером от батареи не превышает 5 мА. Напряжение питания микросхем тестера +5 В стабилизируется микросхемой DA1. На элементах VT3, R12 собран узел ограничения тока потребления проверяемой микросхемой по выводу питания (выв. 14 DD5) на уровне 100 мА для защиты тестера при неправильном включении проверяемой микросхемы или если она «пробита» по цепи питания. Ограничение тока происходит за счет перехода транзистора VT3 из режима насыщения (при исправной микросхеме DD5) в нормальный режим усиления гока при фиксированном с помощью резистора R12 токе базы. Ток ограничения определяется коэффициентом усиления по току транзистора VT3 и резистором R12 и может быть изменен. Элементы DD1.4, HL5 предназначены для индикации режима токоограни- чения. Выключатель питания тестера (на схеме не показан) можно совместить с переключателями SB1, SB2, SA3 или связать с рычагом панели для автоматического выключения тестера при смене микросхем.
Микросхемы DD1-DD4 заменимы аналогами из серий КР1661 или 564; DA1 - КР1157ЕН5 с любым буквенным индексом или КР142ЕН5А; транзисторы VT1, VT2- типов КТ315, КТ3102 и VT3 - типов КТ209, КТ345, КТ501, КТ626, КТ814 с любым буквенным индексом. И^ользуются другие транзисторы с малым напряжением насыщения коллектор -эмиттер, необходимо только подобрать сопротивление резистора R12. Допустимые отклонения номиналов для резисторов - 20%, для конденсаторов - до 100%. Переключатели SB1, SB2, SB4, SВ5 - любые, например, П2К, a SA3 - ПД21 -3.
Панель желательно использовать с нулевым усилием (рычажный зажим). Для проверки микросхем в планарных корпусах серии 564, 1564, 133, 533 и другие) необходимо использовать специальную панель для таких корпусов. Авторский вариант прибора собран на макетной плате с монтажом проводом М ГТФ, при желании радиолюбителю не составит труда разработать печатную плату, с учетом имеющихся у него радиодеталей и корпуса.
Собранный без ошибок тестер прост в наладке. Следует только подобрать резистор R12 узла защиты по питанию. Для этого между выводами 14 и 7 панели включить амперметр и подбором величины сопротивления R12 добиться показаний амперметра 100 мА с погрешностью не более 10 мА.
Порядок работы с тестером ясен из описания его схемы и приводимой таблицы. Микросхему типа ЛП8 серий ТТЛ/ТТЛШ (четыре стробируемых повторителя) следует проверять по логике ИЛИ. Для проверки микросхем К155ЛА18, К155ЛЛ2 в корпусах с восемью выводами (DIP-8) надо замкнуть перемычкой выводы 11 и 14 панели, переключатели SB1, SB2 установить в положение «ЛАЗ», а проверяемые микросхемы вставить в нижнюю по схеме часть панели (ключ DD5 показан на рисунке пунктиром). При этом индикация исправности осуществляется светодиодами HL3, HL4, а светодиоды HL1, HL2 мигают.
Нетрудно приспособить данный логический тестер для проверки микросхемы К561КТЗ (и ее аналогов). Для этого нижние по схеме выводы резисторов R13-R16 надо соединить с общим проводом, секции SB1.1, SB2.1 переключателей SB 1 , SB2 установить в положение «ЛЕ1», а секции SB1.2, SB2.2 - в положение «ЛАЗ» и выбрать опорную логическую функцию 2И.
ЛИТЕРАТУРА
1. Шило В. Л. Популярные цифровые микросхемы. Справочник. - М.: Радио и связь, 1987.
2. Шило В. Л. Популярные микросхемы КМОП. Справочник.- М.: Ягуар, 1993.
3. Пухальский Г. И., Новосельцева Т. Я. Проектирование дискретных устройств на интегральных микросхемах. Справочник.- М.: Радио и связь, 1990.
4. Петровский И. И. и др. Логические ИС КР1533, КР1554. Справочник. В 2-х частях.- М.: Бином, 1993.
5. КарабутовА. Испытатель полупроводниковых приборов.- Радио, 1995, № 6, с. 28.
Журнал «Радио», 1996,№ 8, с.33
В этой статье будет рассказано о том, как проверить на работоспособность микросхему с использованием обычного мультиметра. Иногда определить причину неисправности довольно просто, а иногда на это уходит много времени, и в результате поломка так и остается невыясненной. В этом случае надо сделать замену детали.
Три варианта действий
Проверка микросхем – достаточно сложный процесс, который, зачастую, оказывается невозможен. Причина кроется в том, что микросхема содержит большое число различных радиоэлементов. Однако даже в такой ситуации есть несколько способов проверки:
- внешний осмотр. Внимательно изучив каждый элемент микросхемы, можно обнаружить дефект (трещины на корпусе, прогар контактов и т.п.);
- . Иногда проблема кроется в коротком замыкании со стороны питающего элемента, его замена может помочь исправить ситуацию;
- проверка работоспособности. Большинство микросхем имеют не один, а несколько выходов, потому нарушение в работе хотя бы одного из элементов приводит к отказу всей микросхемы.
Самыми простыми для проверки являются микросхемы серии КР142. На них имеется всего три вывода, поэтому при подаче на вход любого уровня напряжения, на выходе мультиметром проверяется его уровень и делается вывод о состоянии микросхемы.
Следующими по сложности проверки являются микросхемы серии К155, К176 и т.п. Для проверки нужно использовать колодку и источник питания с конкретным уровнем напряжения, подбираемым под микросхему. Так же как и в случае с микросхемами серии КР142, мы подаем сигнал на вход и контролируем его уровень на выходе с помощью мультиметра.
Применение специального тестера
Для более сложных проверок нужно пользоваться специальным тестером микросхем, который можно приобрести или сделать своими руками. При прозвонке отдельных узлов микросхемы на экран дисплея будут выводиться данные, анализируя которые можно прийти к выводу об исправности или неисправности элемента. Стоит не забывать, что для полноценной проверки микросхемы нужно полностью смоделировать ее нормальный режим работы, то есть обеспечить подачу напряжения нужного уровня. Для этого проверку стоит проводить на специальной проверочной плате.
Зачастую, осуществить проверку микросхемы, не выпаивая элементы, оказывается невозможным, и каждый из них должен прозваниваться отдельно. О том, как прозвонить отдельные элементы микросхемы после выпаивания будет рассказано далее.
Транзисторы (полевые и биполярные)
Переводим мультиметр в режим «прозвонки», подключаем красный щуп к базе транзистора, а черным касаемся вывода коллектора. На дисплее должно отобразиться значение пробивного напряжения. Схожий уровень будет показан и при проверке цепи между базой и эмиттером. Для этого красный щуп соединяем с базой, а черный прикладываем к эмиттеру.
Следующим шагом будет проверка этих же выводов транзистора в обратном включении. Черный щуп подключаем к базе, а красным щупом по очереди касаемся эмиттера и коллектора. Если на дисплее отображается единица (бесконечное сопротивление), то транзистор исправен. Так проверяются полевые транзисторы. Биполярные транзисторы проверяются аналогичным методом, только меняются местами красный и черный щуп. Соответственно, значения на мультиметре также будут показывать обратные.
Конденсаторы, резисторы и диоды
Исправность конденсатора проверяется путем подключения щупов мультиметра к его выводам. В течение секунды сопротивление вырастет от единиц Ом до бесконечности. Если поменять местами щупы, то эффект повторится.
Чтобы убедиться в исправности резистора, достаточно замерить его сопротивление. Если оно отлично от нуля и меньше бесконечности, значит, резистор исправен.
Проверка диодов из микросхемы достаточно проста. Измерив сопротивление между анодом и катодом в прямой и обратной последовательности (меняя местами щупы мультиметра), убеждаемся, что в одном случае одно находится на уровне нескольких десятков-сотен Ом, а в другом – стремится к бесконечности (единица в режиме «прозвонки» на дисплее).
Индуктивность и тиристоры
Проверка катушки на обрыв осуществляется замером ее сопротивления мультиметром. Элемент считается исправным, если сопротивление меньше бесконечности. Надо заметить, что не все мультиметры способны проверять индуктивность.
Проверка тиристора происходит следующим образом. Прикладываем красный щуп к аноду, а черный – к катоду. В окошке мультиметра должно отобразиться бесконечное сопротивление. После этого управляющий электрод соединяем с анодом, наблюдая за падением сопротивления на дисплее мультиметра до сотен Ом. Управляющий электрод открепляем от анода – сопротивление тиристора не должно измениться. Так ведет себя полностью исправный тиристор.
Стабилитроны, шлейфы/разъемы
Для тестирования стабилитрона понадобится блок питания, резистор и мультиметр. Соединяем резистор с анодом стабилитрона, через блок питания подаем напряжение на резистор и катод стабилитрона, плавно поднимая его. На дисплее мультиметра, подключенного к выводам стабилитрона, мы можем наблюдать плавный рост уровня напряжение. В определенный момент напряжение перестает расти, независимо от того, увеличиваем ли мы его блоком питания. Такой стабилитрон считается исправным.
Для проверки шлейфов необходимо . Каждый контакт с одной стороны должен звониться с контактом с другой стороны в режиме «прозвонки». В случае если один и тот же контакт звонится сразу с несколькими – в шлейфе/разъеме короткое замыкание. Если не звонится ни с одним – обрыв.
Иногда неисправность элементов можно определить визуально. Для этого придется внимательно осмотреть микросхему под лупой. Наличие трещин, потемнений, нарушений контактов может говорить о поломке.
Данное устройство используется для проверки микросхем и является более лучшим вариантом прибора для проверки ИМС описанного в Прибор расчитан на проверку почти всех отечественных цифровых интегральных микросхем (ИМС) ТТЛ- и КМОП-струк-туры, а также некоторых аналоговых ключей, если они выполнены в корпусе 238.16-1 с однополярным питанием. Им можно проверить ИМС серий К155, К158, К131, К133, К531, К533, К555, КР1531, К176, К511, К561, К1109
Прибор состоит из блока питания, индикатора на светодиодах, генератора, переключателя выводов, коммутатора напряжений, разъема для подключения внешних устройств и двух панелек для ИМС. Микросхемы подключают в зависимости от количества выводов к XS1 или к XS2. Переключатель выводов позволяет подать на любой из 16 выводов ИМС логический “0” либо логическую “1”, а также при включенном тумблере SA20 - импульсы от генератора с частотой, определяемой SA19.
Генератор предназначен также для проверки ИМС с динамическими входами. Разъем XS3 используют для подключения внешних устройств (генератора, осциллографа), а также для подключения дополнительного блока питания при проверке ИМС серии К511, на выводы 24 и 25 которых нужно подавать +15 В. На индикаторах отображается информация о состоянии ИМС. Если индикатор горит - на данном выводе логическая “1”, а если нет - логический “0”. Светодиод HL17 сигнализирует о работе генератора. Встроенный блок питания позволяет
с помощью SA18 переключать напряжение питания для разного типа ИМС.
Коммутатором SA21 ...SA25 выбирается вывод ИМС, на который подается питание. При проверке аналоговых ключей К1109, питание устанавливается тумблерами SA1...SA16. Выходной сигнал генератора подается через переключатель SA20.
Корпус прибора спаян из фольгиро-ванного стеклотекстолита размерами 320x100x50 мм. В приборе применены постоянные резисторы МЛТ-0,125, конденсаторы - КМ5, КМ6. Микропереключатели - МТ-1, МТ-3, ТВ2-1.
