Как выбрать оптимальный метод поиска неисправности

13.4 Критерии оптимальности процесса поиска неисправностей

Алгоритмы проверок объектов диагностирования, обеспечивающие отыскание неисправного элемента, могут быть составлены самым различным образом, и, естественно, они будут характеризоваться различной эффективностью. Задача заключается, в том, чтобы из имеющегося множества алгоритмов выбрать наилучший по тому или иному критерию.

Так как от времени поиска неисправностей в большой степени зависит время восстановления готовности вооружения к применению и это время случайно, то естественным критерием выбора алгоритма проверок (критерия оптимальности) является среднее время поиска неисправности . Оптимальным считается такой алгоритм проверок, который обеспечивает минимальное среднее время поиска неисправности. Данный критерий оптимальности в основном применяется при составлении оптимальных алгоритмов поиска неисправностей в вооружении, находящемся в режиме готовности к применению.

В тех случаях, когда момент начала применения объекта известен, а неисправность обнаружена в момент использование алгоритма проверок по минимуму среднего времени поиска неисправности может оказаться невозможным из-за того, что

В такой ситуации в качестве критерия оптимальности целесообразно выбрать вероятность обнаружения неисправности за заданное время. В этом случае оптимальным будет являться алгоритм поиска неисправности, обеспечивающий максимальное значение вероятности обнаружения неисправности за заданное время.

Кроме этих критериев иногда для выбора оптимального алгоритма проверок используют среднее число проверок, потребное для отыскания неисправности, стоимость реализации диагностического процесса, максимальное время поиска неисправности, среднюю скорость получения информации и др.

В некоторых частных случаях оптимизация алгоритмов поиска неисправности по отдельным из этих критериев обеспечивает получение алгоритмов с минимальным средним временем поиска неисправности. Известен[17] так называемый принцип максимальной средней скорости получения информации (принцип МСПИ), обеспечивающий в ряде случаев минимальное среднее время поиска неисправности. Рассмотрим сущность принципа МСПИ и правила его применения для построения оптимального алгоритма проверок.

Под средней скоростью получения информации на том или ином этапе испытаний понимают отношение

где — средняя скорость получения информации наj–м этапе испытания;

Алгоритм поиска дефектов

Алгоритмы поиска дефектов могут быть трех видов: последовательные, параллельные и комбинированные.

При последовательном поиске каждая проверка выделяет в пространстве поиска один дефект. Удовлетворить это условие можно для ОД, представленного в виде последовательной схемы соединения структурных единиц (СЕ), когда известно, что на вход подастся штатный сигнал, а по выходному сигналу можно определить наличие в ОД дефекта двумя путями: от начала к концу и от конца к началу. Иллюстрация данного алгоритма поиска дефекта на примере ОД, состоящего из четырех СЕ приведена на рис. 6.8,а.

В первом случае необходимо выполнить проверку в точкеA поскольку она позволит исключить из рассмотрения сразу один элемент СЕ 1. Если сигнал в допустимых пределах, то следующую проверку следует выполнить в точкеB, которая позволит определить состояние СЕ2. Если результат проверки отрицательный, то дефект в данном элементе. Если положительный, то необходимо выполнить проверку в точке C. Если результат проверки положительный, то дефект — в СЕ4, в противном случае — дефект в СЕЗ. Алгоритм поиска представлен на рис. 6.8,б.

Во втором случае (от конца к началу), если результат проверки в точке С положительный, то следующую проверку необходим выполнить в точке В. При положительном результате дефект СЕЗ, при отрицательном выполняется проверка . По результатам этой проверки отыскивается дефект либо в СЕ1, либо в СЕ2.

При параллельном поиске ОД разбивается каждой проверкой на равные или почти равные части, если соответственно в ОД четное или нечетное число ОД.

Рис. 13.10. Алгоритм поиска дефектов

Так, для ОД из четырех СЕ (рис. 13.11,а) при реализации параллельно поиска первая проверка , выполняется в точке В. Если результат отрицательный, то следующая проверка выполняется в точкеA, в результате чего определяется место нахождения дефекта (СЕ1 или СЕ2). В противном случае назначается проверкая₃ в точке С, позволяющая определить

Рис. 13.11. Алгоритм поиска дефектов

дефект в СЕЗ или СЕ4. Алгоритм приведен на рис. 13.12.

Число проверок N, необходимых для нахождения всех дефектов рез число СЕ, можем определить по формуле

—целая часть.

При n = 4 требуется две проверки, при n = 8 — три проверки. При комбинированном поиске имеет место сочетание последовательного и параллельного алгоритмов. По алгоритму поиска дефекта в виде дерева можно определить

суммарную длину ветвей достижения искомого дефекта

где — длина i-й ветви, р — число ветвей от начала поиска до искомого дефекта. Например, для графа, представленного на рис. 13.12, б,

Если в качестве рассматривать время , то, воспользовавшись формулой дляL_i, можно определить время, затрачиваемое на поиск i-го дефекта.

Алгоритмы поиска дефектов могут быть построены на основе анализа структуры объекта или использования показателей, характеризующих надежность СЕ.

10.3 Методы поиска и устранение неисправностей

Поиск неисправности любого узла или блока компьютера, можно осуществлять двумя основными методами, такими как внешний осмотр и тестирование отдельных блоков.

Внешний осмотр включает в себя:

— проверка правильности соединения блоков компьютера между собой;

— проверка кабелей и разъемов и при необходимости замена;

— проверка микросхем на наличие подгоревших контактов.

Тестирование отдельных блоков включает в себя:

— проверка блоков компьютера диагностическими программами;

— проверка блоков компьютера аппаратными средствами диагностики.

В случае если была найдена ошибка или какая либо неисправность необходимо устранить ее. А если неисправность устранить невозможно, нужно заменить неисправный блок компьютера исправным.

Так же существует программа профилактических мероприятий, включающая в себя два вида мероприятий:

— Пассивная профилактика — меры направленные на защиту ПК от внешних воздействий: создание условий, размещение, использование сетевых фильтров, источников бесперебойного питания, правильный отвод тепла, исключение попадания солнечных лучей, заземление;

— Активная профилактика — выполнение операций, цель которых продлить срок безотказной работы ПК: чистка ПК, выполнение операций для вентиляторов и ЦП по отводу тепла, сканирование жёсткого диска и удаление ненужной информации, периодическое выполнение мониторинга ПК.

Методы и способы поиска неисправностей в радиоэлектронных системах Текст научной статьи по специальности «Компьютерные и информационные науки»

Текст научной работы на тему «Методы и способы поиска неисправностей в радиоэлектронных системах»

Полученные результаты можно использовать для повышения вероятности правильного прогноза катастрофического землетрясения и цунами.

1. Короченцев В.И. Математическая модель генерации упругих и электромагнитных волн очагом землетрясения. Известия Южного Федерального технического университета 2009. стр 120-130

2. Короченцев В.И., Короченцев В.В. Обобщенная математическая модель движения среды в поле центральных гравитационных сил. Материалы докладов. Шестой Всероссийский симпозиум «Физика геосфер» с 304-310 Владивосток, 7-10 сентября 2009г.

3. Короченцев В.И., Мироненко М.В., Авраменко Ю.Г. Закономерности формирования гравитационного поля движущимися подводными объектами. Проблемы и методы разработки и эксплуатации вооружения и военной техники. Сборник статей, ТОВВМИ, г.Владивосток, 2006г., с. 194-201.

МЕТОДЫ И СПОСОБЫ ПОИСКА НЕИСПРАВНОСТЕЙ В РАДИОЭЛЕКТРОННЫХ

При эксплуатации радиоэлектронных систем (РЭС) одним из наиболее сложных вопросов, требующих высокой квалификации технического персонала, является устранение отказов и восстановление работоспособности. Поиск неисправности занимает 60-80% общих затрат активного времени восстановления аппаратуры.

На практике для отыскания неисправностей пользуются рядом методов и способов. На основе накопленного опыта работы с аппаратурой и знания ее слабых мест намечается программа действий, определяющая возможные проверки (испытания, измерения), их очередность и способы проведения. Разработка такой программы, всякий раз, когда возникает отказ, осуществляется на основе опыта и интуиции, поэтому некоторые действия при поиске могут быть лишними, а сам процесс — далеко не оптимальным по затратам времени и сил на его проведение.

Поэтому возникает необходимость в разработке программы поиска неисправностей для каждого типа аппаратуры заблаговременно и иметь их в качестве эксплуатационных документов. Это позволяет значительно ускорить процесс поиска неисправности и осуществлять его персоналом, не имеющим высокой квалификации.

В зависимости от функциональной структуры и конструктивного выполнения аппаратуры применяется предпочтительней тот или иной из существующих методов или их комбинация. При поиске неисправностей по любому методу осуществляется ряд проверок, в результате которых делается заключение о состоянии элемента, узла, блока или аппаратуры в целом.

Рассмотри три основных метода поиска неисправностей:

— метод последовательных поэлементных проверок;

— метод групповых проверок;

Метод последовательных: поэлементных проверок заключается в проверке элементов системы по одному в определенной заранее заданной последовательности. В результате испытания каждого элемента устанавливается его состояние. Если проверенный элемент исправен, то проверяется следующий элемент. Выявленный неисправный элемент восстанавливается, затем проводится комплексная проверка аппаратуры. Если она показала, что работоспособность аппаратуры не восстановилась и имеются еще отказы, то поиск продолжается с той позиции, где был обнаружен отказывающий элемент. Процедура повторяется, пока комплексная проверка не подтвердит, что аппаратура исправна.

Элементы могут проверяться последовательно по трактам прохождения сигнала либо в другом установленном заранее порядке. Поэтому этот метод применим при любых функциональных

схемах аппаратуры и вариантах ее конструкции. Однако применение этого метода может оказаться нецелесообразным из-за низкой эффективности по затратам времени на поиск неисправностей.

Метод групповых проверок заключается в том, что путем измерения одного или нескольких параметров определяется группа элементов, в которой имеется неисправность. Затем проводится другая серия измерений, позволяющая выделить подгруппу элементов, включающую неисправный элемент. В результате последовательной серии проверок постепенно сужается область неисправной части до тех пор, пока не будет установлен конкретный поврежденный элемент. Следовательно, метод связан с анализом состояния системы после каждой проверки, и последующий шаг проверки зависит от результата предыдущей. Такая программа поиска называется гибкой.

Этот метод применяется в тех случаях, когда функциональная схема аппаратуры позволяет производить ее разделение на последовательно сужающиеся участки, содержащие отказавший элемент, и исключить из последующих испытаний неисправные участки. Такое разделение легко осуществить в аппаратуре, функциональные элементы которой образуют последовательные цепи прохождения сигналов от входа до выхода.

Комбинационный метод состоит в том, что в процессе поиска неисправностей производится измерение определенного набора параметров. По результатам этих измерений в зависимости от сочетаний параметров, находящихся «в норме» или «не в норме», определяется неисправный элемент. Анализ состояния системы производится после проведения полной группы проверок. Последовательность проверок значения не имеет. Применение данного метода дает хорошие результаты при поиске неисправностей в аппаратуре с разветвленной структурой, элементы которой принимают участие в образовании различных сигналов и трактов их прохождения.

Для сложной аппаратуры при разработке программ поиска неисправностей во многих случаях наилучшие решения удается получить при комплексном использовании всех трех методов. Определение неисправного устройства, тракта или сложного блока целесообразно осуществлять, используя комбинационный метод; отыскание неисправного узла (каскада) в последовательных трактах прохождения сигналов — с помощью группового метода, а неисправных элементов в узлах -поэлементных проверок.

Перечисленные методы поиска неисправностей можно проиллюстрировать следующими рисунками:

у1 у1 У-^ V-*- У^ V1 VI У^ У^

Л 1 Л 1 ЛаЛаЛс;Лб Л 7 Л » Л я

одиночных х1, X1, X1, Х»3 Х»2 х43 N

Рис. 1. Методы поиска неисправностей: а — метод последовательных поэлементных проверок; б — метод групповых проверок; в — комбинационный метод

На рис. 1, а, б система представлена в виде ориентированного графа информационноэнергетических связей и бинарных деревьев логических возможностей (ДЛВ). На рис 1, в показан пример безусловной процедуры диагностирования в форме таблицы.

В случае применения любого метода поиска неисправностей может использоваться несколько способов проверок состояния элементов, узлов аппаратуры. Рассмотрим кратко некоторые способы, наиболее часто применяемые на практике.

Способ внешнего осмотра заключается в осмотре блоков (узлов), в которых предполагается отказ. Основное внимание при этом обращается на состояние электрического монтажа (отсутствие повреждений изоляции, обрывов, замыканий, следов пробоя), на внешний вид резисторов, конденсаторов, полупроводниковых приборов, трансформаторов. Проверяется наличие и соответствие номиналам предохранителей, нормальность замыкания и размыкания контактов переключателей, реле, контакторов. При внешнем осмотре аппаратуры под током, если это возможно по правилам техники безопасности, обращают внимание на свечение ламп, отсутствие искрений, степень нагрева элементов.

Этот способ является наиболее простым и может применяться даже недостаточно квалифицированным персоналом, однако его использование дает положительный результат, когда отказ сопровождается признаками аварийного характера (появлением дыма или запаха гари, пробоев, искрения, возникновение шумов, сгуков и т.д.) или заметным изменением внешнего вида элементов (отсутствие свечения ламп, резкое изменение цвета лакокрасочных покрытий элементов, явное выражение следов окисления или коррозии, нарушение изоляции, наличие механического повреждения и.т.д.) Так как все перечисленные признаки возникают относительно редко, способ имеет ограниченное применение.

Способ замены заключается в том, что отдельные элементы системы (блоки, съемные детали и т.п.), предполагаемые неисправными, заменяются заведомо работоспособными. Если после замены нормальная работа восстанавливается, то делается вывод о неисправности замененного элемента.

Для легко заменяющихся элементов, узлов, блоков способ обеспечивает быструю проверку и простоту заключения о состоянии проверяемого объекта при самой низкой квалификации обслуживающего персонала. Однако в ряде случаев элементы, поставленные взамен неисправных, могут оказаться в ненормальном режиме и быстро отказать, так как при зависимом отказе причина его возникновения не будет устранена. Способ замены часто применяется, когда в одном месте эксплуатируются два и больше образцов однотипной аппаратуры, имеющей взаимосвязанные узлы и блоки.

Способ сравнения применяется в тех случаях, когда в технической документации отсутствуют карты напряжений, сопротивлений и т.д. Тогда режим проверяемых элементов при поиске неисправности сравнивается с режимом однотипного исправного устройства. Иногда к этому способу прибегают, если навыки обслуживающего персонала в пользовании технической документацией недостаточны.

Х1,-^П1 0 0 0 1 1 1 1 1

Х23 —> П2 0 0 1 0 1 1 1 1

Х3з —> ПЗ 0 1 1 1 0 0 1 1

Х4з —> П4 0 1 1 1 0 1 0 1

Способ контрольных переключений и проверок заключается в использовании органов управления и переключения режимов работы встроенных и приданных к аппаратуре измерительных и индикаторных приборов для определения неисправного тракта или функционального блока. Путем переключения аппаратуры в различные режимы работы последовательно проверяется состояние трактов и блоков. Встроенные системы контроля современной аппаратуры позволяют использовать этот способ не только для проверки состояния крупных блоков, трактов, но в ряде случаев и отдельных элементов, в частности электронных ламп.

Способ промежуточных измерений применяется для проверки узлов, блоков и элементов аппаратуры, которые невозможно проверить всеми перечисленными выше способами. Для проверки состояния в специальных контрольных точках или в любых других точках аппаратуры производится измерение напряжений, частот и других параметров сигналов, наблюдение осциллограмм, их формы, производится измерение сопротивления участков цепи и т.д. Результаты измерений сравниваются с данными технической документации. Этот способ применим во всех случаях и может считаться основным, но он требует хорошего знания рабочих процессов в аппаратуре и умения правильно пользоваться измерительными приборами.

При способе характерного признака на вход отказавшего устройства подается измерительный сигнал с определенными заранее заданными характеристиками. По характерным признакам выходного сигнала судят о месте повреждения. Способ применим для проверки состояния таких элементов, отказы которых значительно и в явной форме проявляются в выходном сигнале. Техническая его реализация сопряжена с рядом трудностей и требует создания специальных испытательных установок для каждого конкретного типа аппаратуры.

Применение того или иного способа проверки при поиске неисправности зависит от конкретных условий. Опыт эксплуатации радиоэлектронной аппаратуры показывает, что обслуживающий персонал в большинстве случаев не испытывает трудностей в выборе способа проверки и проведения измерений.

1. Ксендз С.П. Диагностика и ремонтопригодность радиоэлектронных средств.- М.: Радио и связь, ] 989, 248 с.

2. Микропроцессорные системы поэлементного диагностирования РЭА. / Н.П.Байда, И.В.Кузьмин, В.Т.Шпштевой. — М.: Радио и связь, 1987, 256 с.

3. Выявление причин отказов РЭА ./Под ред. Л.Г.Дубицкого. — М.: Радио и связь, 1983, 232 с.

Наумов С.Б., Шепелева Н.В. МОНИТОРИНГ ТЕРРИТОРИИ СЕЙСМИЧЕСКОЙ АКТИВНОСТИ

Для сохранности объекта, находящегося в зоне сейсмической активности, предохранения его от влияния природных катастроф, необходима эффективная система мониторинга территории за границей которой случившееся событие не будет представлять опасности для объекта. Другими словами необходима система краткосрочного прогноза землетрясения, именно система включающая в себя анализ многочисленных сигналов различных физических величин.

Проблемы краткосрочного прогноза землетрясения: выбор предвестников, разница времён очага и первого поступления предвестника, отсутствие достаточной базы данных для статистического анализа выявления закономерности, возможность создания автоматической системы мониторинга. Эти и ряд других проблем остаются не разрешёнными сегодня, при традиционном подходе к вопросу краткосрочного прогноза землетрясения. Традиционный метод сделать краткосрочный прогноз землетрясения заключается в том чтобы определить место где будет землетрясение, время когда будет землетрясение, с какой силой будет землетрясение. Используя этот метод, никто в мире, сегодня не решает задачи краткосрочного прогноза землетрясений. Не найдены стабильные подходящие предвестники с помощью которых можно решать эту задачу, а те которые проявляют себя стабильно имеют маленькую разницу времени очага и их появления, являются не эффективными даже для обработки сигнала и принятия решения. Желание решить эту задачу создало

МЕТОДЫ ПОИСКА НЕИСПРАВНОСТЕЙ. Л. Фолкенберри

Предлагаю вашему вниманию культовый текст, без прочтения которого тему поиска неисправностей нельзя считать раскрытой.

Текст взять из книги: Справочное пособие по ремонту и электронных систем. Л.М. Фолкенберри

5.1. ПОИСК НЕИСПРАВНОСТЕЙ

Поиск неисправностей можно определить как логическую технику обнаружения и устранения причины нарушения работоспособности электронных систем, хотя специалисты по устранению конфликтных ситуаций требуются во всех областях, начиная от механической части автомобиля и кончая международной политикой. Процесс обнаружения неисправности является, в первую очередь, процессом логического мыш-ления. Многие ступени логического мышления опытные специалисты проходят подсознательно, и именно в этом и проявляется их искусство. Мы обращаем особое внимание на то, что процесс поиска неисправностей является в основном мыслительным, а измерения, которые дают толчок логической дедукции, занимают лишь небольшую часть времени.

Поиск неисправностей представляет собой важную задачу. Экономика и образ жизни в развитых странах зависят от поддержания в рабочем состоянии электронных систем управления в промышленности, систем связи и вычислительной техники. Приблизительно треть бюджета Отдела оборонной электроники ассигнована на обслуживание аппаратуры, что характеризует важность отыскания неисправностей и их устранения для современного общества.

На рис. 5.1 показана типичная зависимость частоты отказов электронной аппаратуры от времени.

1. Выход из строя в течение первых 20 недель работы

2.Нормальная . долговечность от 5 до 25 лет

В начальный период частота отказов очень велика по сравнению со средним периодом работы. По этой причине многие компании используют испытания на принудительный отказ, т. е. работу компонентов или оборудования в целом при повышенных температурах для ускорения появления ранних отказов. Тогда ранние дефекты устраняются до того, как оборудование выйдет с завода-изготовителя, интенсивность его отказов у потребителя будет соответствовать нижней части кривой рис. 5.1. Ранние отказы аппаратуры в период приработки обычно обусловлены компонентами, находящимися на границах допусков. По окончании периода приработки оборудования наступает период нормальной его работы, который длится примерно 5—25 лет, в зависимости от надежности, заложенной в конструкции и реализованной в аппаратуре. Отказы в период нормальной работы, часто связаны с «уходом» характеристик в результате старения компонентов, излишней нагрузкой аппаратуры в результате неправильного использования, а также нарушением работоспособности отдельных компонентов. Как и в человеческом жизненном цикле, конец срока службы аппаратуры характеризуется заметным увеличением числа отказов. Кажется все, что может испортиться, не упустит возможности сделать; в этот период более экономичной оказывается замена оборудова чем поддержание его работоспособности. Следует отметить, что для специалиста по устранению неисправностей (настройщика) работа находаится на протяжении всего жизненного цикла аппаратуры, так как интенсивность отказов сложной аппаратуры почти никогда не равна нулю для любого отрезка времени.

По мере усложнения систем требования к квалификации настройщика становятся более строгими. В совершенстве овладеть навыком отыскания неисправностей может только специалист, отлично знающий обслуживаемую систему и имеющий значительный опыт работы. Сущеют, однако, некоторые принципы, которые могут помочь начинающему специалисту определить подход к решению этой задачи. Целью данной главы является рассмотрение этих принципов.

5.2 ПОДХОД К РЕШЕНИЮ ЗАДАЧИ

Первой и самой важной заповедью для настройщика должно быть сохранение спокойствия. Бурные эмоции и тревога только мешают процессу логического мышления, необходимому для успешного поиска неиправности. Только в спокойном состоянии можно эффективно об наружнть повреждение. Так что сохраняйте спокойствие!

Чем больше у нас информации о системе, тем увереннее мы можем отыскивать в ней неисправность. Многие системы, такие как большие универсальные ЭВМ и анализаторы спектра, настолько сложны, что для компетентного обнаружения многих видов повреждений требуется специальная подготовка. Но для выявления дефектов в большей части аппатаратуры достаточно хорошего общего знания электронных схем и методики поиска неисправностей. Прежде чем приступить к отысканию повреждения в любой аппаратуре, потратьте какое-то время на ее изучение. Даже когда времени в обрез, настройщик должен выяснить функцию каждой основной подсистемы отказавшей аппаратуры.

Наилучшим источником информации для быстрого и достаточно подробного ознакомления с оборудованием является инструкция по эксплуатации и техническому обслуживанию. Прежде чем предпринимать попытки ремонта аппаратуры, необходимо изучить ее настолько тщательно, насколько позволяет время. Инструкция обычно содержит технические условия на оборудование, его описание и принцип действия, схемы, компоновку деталей и руководство по отысканию неисправностей. Это руководство включает перечень причин и признаков часто встречающихся повреждений. Хорошим источником информации является также изготовитель аппаратуры. Телефонный звонок на завод- изготовитель может сберечь многие часы поисков решения неясной задачи. Перед звонком необходимо составить краткое и четкое описание признаков повреждения и подготовить результаты всех проведенных измерений. Если у вас нет инструкции по эксплуатации, постарайтесь приобрести ее.

Хороший настройщик использует все возможные средства, включая имеющиеся в наличии диагностические программы для вычислительной техники. Иногда сама отказавшая аппаратура помогает выявить в ней дефект подобно тому, как больной рассказывает врачу, что у него болит.

Правильно выбирайте контрольно-измерительную аппаратуру. Анализатор спектра полезен при отыскании неисправностей в системах связи, однако его бесполезно применять для проверки цифровой аппаратуры. Простой авометр( тестер) незаменим при поиске обрывов цепи. При отыскании некоторых видов неисправностей в цифровой аппаратуре может понадобиться логический анализатор. В общем, для решения конкретных задач пользуйтесь соответствующей необходимой аппаратурой. Продуманность использования контрольно-измерительной аппаратуры может сберечь много времени.

И здесь наилучшим источником информации, изложенной в сжатой форме, является поставляемая вместе с аппаратурой инструкция по эксплуатации. Настройщик должен подробно изучить ее и знать возможности этой аппаратуры и порядок работы с ней. К примеру, следует знать, что сигнал 50 МГц на экране анализатора спектра является маркером, а не ложным сигналом в неисправном оборудовании.

Короче, хороший специалист должен знать контрольно-измерительную аппаратуру, уметь выбрать ее применительно к конкретному случаю, знать оборудование, требующее ремонта, и, конечно, сохранять спокойствие,

5.3 МЕТОДИКА ОТЫСКАНИЯ НЕИСПРАВНОСТЕЙ

Существуют хорошо опробованные методы и этапы поиска неисправностей. Рассмотрим их применительно к выявлению дефектов.

5.3.1. ВНЕШНИЙ ОСМОТР

Первым шагом на пути поиска неисправности является тщательный внешний осмотр аппаратуры. Проверьте, нет ли сгоревших предохранителей, разрушенных или утративших первоначальный цвет компонентов, обрывов проводов, поврежденных проводников печатных схем, дефектов паяных соединений, трансформаторов с запахом гари, следом коррозии, перегретых деталей и вытекших электролитических кондент саторов. Другими словами, обратите внимание на любое отклонение от нормы. Тщательный внешний осмотр так часто позволяет обнаружить неисправность, что есть смысл пожертвовать на него время, Если даже тезультате такого осмотра вы и не обнаружите неисправность, то, по крайней мере, познакомитесь с расположением всех элементов аппаратуры.

5.3.2. ПИТАЮЩИЕ НАПРЯЖЕНИЯ И СТАТИЧЕСКИЙ РЕЖИМ

Часто много времени тратится впустую на поиски несуществующих повреждений, когда все дело в неисправном источнике питания. Поэто- первой электрической проверкой должен быть контроль правильности уровней напряжения от всех источников питания при работе под нормальной нагрузкой. Если выход источника питания приходится отсоединить, к нему нужно подключить эквивалентную нагрузку и только после этого проверять.

При проверке аналогового оборудования или аналоговой части цифрового оборудования начинать нужно со статического режима. Если аппаратура неправильно функционирует в статическом режиме, она не будет правильно обрабатывать сигналы. Цифровое оборудование часто можно проверить в исходном состоянии на правильность начальных условий.

5.3.3 МЕТОДИКА «ОТ КОНЦА К НАЧАЛУ»

Методика «от конца к началу» означает, что сначала динамические измерения проводят на выходной части аппаратуры, а затем постепенно перемещаются по схеме в сторону входа, пока не будет обнаружен нормальный сигнал (рис. 5.2) (или для цифрового оборудования правильный код);

следующий к выходу каскад скорее всего неисправен. Чтобы любой метод отыскания неисправностей был эффективным, настройщик должен знать, какими должны быть нормальные сигналы на выходе каждого каскада.

5.3.4 ПОДАЧА СИГНАЛА

Если неисправный каскад оказывает влияние на выход предыдущего каскада или отсутствует нормальный входной сигнал, настройщик для имитации сигнала должен использовать генератор сигналов, Параметры имитирующего сигнала должны быть как можно ближе к параметрам нормального сигнала. Часто бывает необходимо, чтобы выходной сигнал имел определенную постоянную составляющую. Большинство генераторов сигналов имеет ограниченные возможности

Рис. 5.3. Схема введения сигнала

установки уровня постоянной составляющей на выходе. Поэтому при необходимости следует использовать делитель напряжения и разделительную емкость (рис. 5.3).

5.3.5 ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОЕ «ДЕЛЕНИЕ» СХЕМЫ

Метод используется для проверки сложных (многокаскадных) устройств и заключается в проверке сигналов сначала на выходе каскада, расположенного в середине схемы, затем в середине половины, в которой имеется неисправность, и так далее, пока не будет обнаружен поврежденный каскад. Предположим, например, что в пятом каскаде 8-каскадной схемы произошел сбой. Чтобы определить, что неисправен именно пятый каскад, проделаем следующую процедуру: после проверки источников питания проверим сигнал на выходе четвертого каскада (на полпути прохождения сигнала по схеме). Если на выходе четвертого каскада обнаружен правильный сигнал (как это должно быть в нашем примере), следует проверить сигнал на выходе шестого каскада, т. е. на полпути между четвертым и последним каскадами. В нашем примере сигнал на выходе шестого каскада будет неверным. Значит, теперь нужно проверить сигнал на полпути между последними двумя проверенными каскадами — на выходе пятого каскада. В данном случае он будет неправильным, следовательно, неисправным оказывается пятый каскад. Этот метод удобнее всего применять для аппаратуры с независимыми последовательными каскадами, такой как радиоприемники и передатчики.

5.3.6 РАЗМЫКАНИЕ ЦЕПИ ОБРАТНОЙ СВЯЗИ

Отыскать неисправности в системах и подсистемах с цепями обратной связи очень трудно, если не размыкать эти цепи. В точку, где разомкнута петля обратной связи, нужно подать соответствующее постоянное напряжение или необходимый сигнал. Затем для отыскания неисправности по всей схеме нужно проверить уровни напряжения форму сигналов. Напряжение или сигнал, подаваемые в точку разрыва петли обратной связи, можно изменять для проверки изменения

Рис. 5.4. Размыкание контура, пример системы ФАПЧ

реакдии всей схемы. Обычно петлю размыкают в точке, к которой удобно подвести сигнал небольшой мощности. На рис. 5.4 показано применение этого метода для петли фазовой автоматической подстройки частоты (ФАПЧ). Источники питания и выходной сигнал образцового генератора должны быть проверены перед размыканием петли. При этом f0 будет нестабильна или «неправильна» по значению, если же она будет отсутствовать совсем, мы будем знать, что генератор, управляемый напряжением (ГУН), неисправен.

5.3.7 ЛОГИЧЕСКОЕ РАЗДЕЛЕНИЕ СИСТЕМЫ

Сложные системы обычно строятся на основе логических подсистем. Система в целом может быть слишком сложна для непосредственного отыскания неисправности, но каждую подсистему обычно можно проверить независимо, применяя один из вышеуказанных методов.

5.3.8. СРАВНЕНИЕ С ИЗВЕСТНЫМИ ПРАВИЛЬНЫМИ РЕЗУЛЬТАТАМИ

Чтобы опознать неправильный выходной сигнал, мы обычно сравниваем его с выходным сигналом нормально функционирующей схемы. Мы должны или достаточно хорошо знать схему, чтобы определить, каким должен быть выходной сигнал, или сравнить его с формой сигнала (комбинацией бит, последовательностью состояний, картой памяти или временной диаграммой для цифрового оборудования) в инструкции по эксплуатации и обслуживанию. Если под рукой нет документации, в которой были бы приведены правильные выходные сигналы, а у настройщика недостаточно опыта работы с аппаратурой для определения правильности полученных результатов, их нужно сравнить с аналогичными сигналами такой же нормально работающей аппаратуры. Этот метод лучше всего подходит для цифровых устройств и аппаратуры с использованием микропроцессоров..

5.3.9 ЗАМЕНА КОМПОНЕНТОВ СХЕМ

Установка в систему заведомо годных печатных плат с целью устранения повреждения называется заменой плат. Этот же метод применяется и для отдельных элементов. Для быстрого ремонта на рабочем месте такая практика приемлема и используется многими крупными компаниями, но как метод поиска неисправности она очень дорого обходится. Множество годных компонентов и печатных плат было испорчено при установке их в систему при включенном питании или в систему, неустраненная неисправность которой вызвала отказ заменяемой детали и соответственно вновь установленной детали. Когда аппаратуру нужно быстро ввести в действие, замена печатной платы или модуля в случае отказа оказывается оправданной. Это эффективный способ свести к минимуму время простоя. Негодные компоненты печатной платы или модуля можно спокойно отыскать позже. Перед осуществлением замены настройщик должен быть абсолютно уверен в повреждении именно данного модуля или платы, замену обычно следует проводить при отключенном питании. Существует оборудование, в котором при замене не повреждается ни одна деталь, даже при включенном питании, но перед началом работы в этом следует убедиться. В отличие от других методов ремонта замена плат обладает тем серьезным отрицательным свойством, что она быстро становится привычкой, которая делает работу такого специалиста менее эффективной, чем у тех, кто использует методы, требующие более обдуманного отношения,

5.4 НЕКОТОРЫЕ ПРАКТИЧЕСКИЕ СОВЕТЫ

Щуп контрольно-измерительной аппаратуры заземляйте как можно ближе к точке, в которой вы наблюдаете сигнал. Тогда вы можете быть уверены, что видете реальную картину. На рис. 5.5, а показана осциллограмма синхроимпульса, полученная с помощью осциллографа, заземленного на корпус мини-ЭВМ, а на рис. 5.5, б — та же самая осциллограмма при щупе, заземленном на печатную плату около выхода генератора синхроимпульсов. Синхроимпульс четкий в обоих случаях, но на рис, 5.5, а форма сигнала вводит в заблуждение.

Рис.5.5. Влияние места заземления щупа осциллографа на форму наблюдаемого синхроимпульса:

а- заземление на корпус мини-ЭВМ

б — заземление на общую печатную плату вблизи генератора синхроимпульсов

Будьте осторожны при работе с интегральными схемами типа металл— оксид — полупроводник (МОП). Не касайтесь руками выводов схемы, поскольку статический заряд вашего тела может пробить тонкие изолированные затворы МОП-структуры. Пользуйтесь сцрциальными инструментами или при их отсутствии перед заменой МОП-приборов в отключенном оборудовании заземляйте рабочую поверхность или корпус аппаратуры и кисти рук с помощью проводов, заземленных через высокое сопротивление (обычно 1 МОм). При регламентных проверках аппаратуры в этом нет необходимости, такое заземление нужно применять только при замене МОП-приборов в отключенном оборудовании.

В крайнем случае, непосредственно перед прикосновением к МОП-прибору следует дотронуться до хорошего заземления. Защищенные МОП-приборы менее подвержены пробою, но и с ними надо вращаться осторожно. Если уровень статического заряда на теле человека достаточно высок, будет поврежден даже защищенный прибор.

Во многих видах аппаратуры исключительно важное значение имеет порядок включения источников питания, в особенности это относится к аппаратуре с использованием КМОП ИС. При нарушении порядка включения источников питания эти устройства могут сами выходить из строя и приводить к повреждению других компонентов аппаратуры. Если аппаратура на КМОП ИС работает со сбоями, не забудьте проверить порядок включения источников питания.

При работе с цифровой аппаратурой, если возможно, пройдите от одного состояния к другому вручную, шаг за шагом. Пошаговый режим оказывается исключительно полезным, поскольку состояние различных точек (высокий или низкий потенциал) можно сравнить с желаемым при помощи универсального электроизмерительного прибора или осциллографа. При отсутствии такого режима состояния изменялись бы слишком быстро, чтобы их можно было наблюдать без логического анализатора.

Как в аналоговой, так и в цифровой аппаратуре в результате плохого заземления может возникнуть шум. Проверьте активное и полное сопротивление заземления; оба должны быть очень низкими. Иногда электромагнитные заграждающие фильтры для подавления несущей вносят в цепь заземления индуктивность, достаточную для возникновения шума. На рис. 5.6 показана осцилограмма сигнала при отсутствии заземления между двумя подсистемами. И последнее замечание: грязные или окисленные контакты печатной платы могут доставить много неприятностей. Необходима регулярная очистка контактов. Испытанный и действенный метод очистки контактов печатных плат карандашной резинкой используйте только в самом крайнем случае.

Рис. 5.6. Изображение на экране осциллографа в отсутствии заземления:

а — схема соединений;

б — изображение на экране осциллографа (наложение полезного сигнала на наведенное напряжение 60 Гц);

в — изображение на экране осциллографа при большом усилении сигнала

В настоящее время на контакты печатных плат наносят очень тонкое гальваническое покрытие; его можно легко удалить резинкой и после такой очистки контакты быстро покроются коррозией. По возможности всегда пользуйтесь одним из растворителей для очистки контактов.

5.5. НОВЫЕ МЕТОДЫ ПОИСКА НЕИСПРАВНОСТЕЙ
И ПЕРСПЕКТИВЫ

Микропроцессоры и недорогие цифро-аналоговые и аналого-цифроаналоговые птеобразователи позволяют при проектировании аппаратуры предусматривать возможность самоконтроля и диагностики, что дает возможность в случае неправильной работы определить местоположение обычно случающихся неисправностей и вывести их на экран дисплея или печатающее устройство. Быстро развивается автоматическая испытательная аппаратура, которая позволяет проверять сложные подсистемы и системы, а также диагностировать в них неисправности. Некоторые виды автоматического испытательного оборудования рассчитаны на то, чтобы подсказать настройщику, где именно в неисправно работающей аппаратуре нужно произвести измерения; эта методика получила название направленного зондирования. Уже сейчас в некоторых типах ЭВМ многие виды повреждений можно диагностировать посредствам диалога по телефону между ЭВМ, нуждающейся в ремонте, ЭВМ в обсуживающем центре. (это наворно модемное соединение) ЭВМ обслуживающего центра дистанционно обследует неправильно работающую ЭВМ и определяет, какую плату нужно заметить. Предполагается выпуск аппаратуры с возрастающими возможностями самодиагностики. Продолжается работа в области математического моделирования неисправностей с тем, чтобы вероятность отказов определенного типа можно было прогнозировать и обнаруживать с помощью машины. Сложность автоматического испытательного оборудования возрастает. Контрольно-измерительные приборы берут на себя все больше функций, ранее выполнявшихся операторами и даже указывают, где осуществлять следующую проверку. Все это, однако, не означает, что отпадает необходимость в квалифицированных специалистах по отысканию неисправностей. Скореее, наоборот для нахождения причин неисправностей, с которыми не справились машины, потребуются еще более квалифицированные специалисты, задача поиска неисправностей станет неизмеримо сложнее.

Что такое хороший настройщик? Это человек, хорошо знающий контрольно-измерительную аппаратуру и систему, с которой ему предстоит работать. Определяя повреждение, он начинает с осмотра отказавшей аппаратуры, проверяет источники питания и работу в статическом режиме, затем применяет один из вышеописанных методов поиска неисправностей. При этом он неизменно сохраняет спокойствие. Для него характерна еще одна черта: он не прекратит работу, пока его поиск не увенчается успехом.