Диагностирование логических схем на функциональных элементах, страница 16

          2) ложное изменение сигнала на линии g транслируется на выход схемы  f, то есть приводит к ложному изменению сигнала на этой линии; такой входной набор принадлежит множеству наборов, на которых  = 1.

          Таким образом, получаем расчетные формулы для проверяющих функций неисправностей линии g:

,                                   (4.26)

.                                  (4.27)

Для  рассматриваемого  примера  имеем:     =

          При обнаружении кратных ошибок используются кратные производные. Например, двойная производная вычисляется по формуле:

.                          (4.28)

          Вычислим производную по переменным b и c для схемы рис. 4.24.

На    рис.  4.29    показана    активизация    путей    b–2–3–4–6–fи c–2–3–4–6–f  на наборе 4 при обнаружении двойной ошибки на входах b и c.

Рис.4.29.

4.4. Обнаружение коротких замыканий

          Микроминиатюризация логических схем, применение многослойного печатного монтажа и другие современные тенденции развития дискретной техники постоянно увеличивают вероятность возникновения неисправностей вида “короткое замыкание” (КЗ) между линиями схемы. Особенно актуальна задача обнаружения КЗ при выходном контроле микросхем на этапе изготовления.

          Наибольшую вероятность возникновения имеют одиночные КЗ, состоящие в замыкании двух линий схемы (см. рис. 4.30).

Рис.4.30.

КЗ обозначается как  ( – номера линий схемы, между которыми происходит замыкание). Возможны также групповые КЗ, состоящие в попарном сообщении друг с другом нескольких линий, а также кратные КЗ, состоящие из нескольких групповых или одиночных замыканий.

          С точки зрения влияния на работу схемы различают КЗ без обратной связи (ОС) и замыкания с ОС. Обратная связь возникает, если линии, участвующие в замыкании, принадлежат одному и тому же пути схемы. КЗ без ОС не изменяет тип логической схемы. Так комбинационная схема с КЗ без ОС (см. рис. 4.30) сохраняет свойства схемы без памяти. Замыкание с ОС при четном числе инверсий в контуре ОС (см. рис. 4.31,а) превращает комбинационную схему в схему с памятью, при этом либо возникает дополнительный элемент памяти, либо глобальная обратная связь.

Рис.4.31

 Контур ОС с нечетным числом инверсий образует динамический ЭП, который может работать в генераторном режиме (см. рис. 4.31,б).

          Возможны следующие три вида поиска коротких замыканий [31].

          1. Комбинационный поиск, который применяется для обнаружения КЗ без ОС в комбинационных схемах, а также для обнаружения КЗ с ОС в том случае, когда замыкание обнаруживается на таком входном наборе, при котором поведение неисправной схемы не зависит от значения логического сигнала на линии ОС в предшествующий момент времени.

          2. Последовательностный поиск, при котором КЗ, содержащее контур ОС с четным числом инверсий, обнаруживается на последовательности входных наборов.

          3. Генераторный поиск, при котором КЗ, содержащее контур ОС с нечетным числом инверсий, обнаруживается за счет возникновения в неисправной схеме колебаний, что приводит к появлению на выходе схемы импульсной последовательности из сигналов 0 и 1.

          На рис. 4.32 приведен пример короткого замыкания между линиями в логической схеме на транзисторах.

Рис.4.32.

В табл. 4.11 отражена работа исправной и неисправной схем. Строка 1 соответствует случаю, когда транзисторы V1 и V2 оба включены (), т.е. находятся в режиме насыщения, а строка 4 – случаю, когда оба транзистора выключены (), т.е. находятся в режиме отсечки. В этих случаях работа неисправной схемы не отличается от работы исправной схемы. В строках 2 и 3 отражены случаи, когда транзисторы V1 и V2 находятся в противоположных состояниях. Тогда в цепи КЗ возникает ток  и в точках 1 и 2 устанавливаются одинаковые потенциалы, соответствующие логическому сигналу 0. В этих случаях работа неисправной схемы отличается от работы исправной схемы, в которой в точках 1 и 2 устанавливаются различные логические сигналы.