Тренажер (рис. П10.1) представляет собой учебное оборудование, разработанное для формирования и совершенствования у курсантов и студентов практических навыков по контролю работоспособности, а также локализации неисправностей в дискретных логических схемах. В основе обучения лежит метод обобщенной контрольной точки (ОКТ), теоретические основы которого подробно рассмотрены в главах 16 и 17 соответствующего учебного курса.
Объект диагностирования и его особенности
В качестве объекта диагностирования в тренажере используется комбинационная логическая схема, состоящая из девяти логических элементов. В схему включены как базовые элементы (НЕ, И, ИЛИ), так и универсальные (И-НЕ, ИЛИ-НЕ), что позволяет охватить широкий спектр типовых компонентов (рис. П10.2). Схема имеет четыре входа, два из которых разветвлены, что формирует шесть независимых одномерных путей для анализа. Это позволяет изучать и тестировать каждый путь изолированно. Конфигурация схемы специально подобрана таким образом, чтобы исключить эффект маскирования срабатываний одних элементов другими. Благодаря этому, формирование тестовых сигналов может осуществляться по жесткой, заранее определенной программе. Реализация этой программы обеспечивается формирователем тестовых сигналов (рис. 17.5), диодной матрицей (рис. 17.6) и набором транзисторных ключей, управляемых дешифратором К155ИДЗ.
Функционал тренажера и процесс обучения
Установка оснащена устройством ввода неисправностей, расположенным под верхней панелью, которое позволяет имитировать два основных типа дефектов: «константный 0» (0=const) и «константная 1» (1=const). Для устранения смоделированной неисправности обучающийся должен нажать соответствующую кнопку, расположенную прямо на изображении логического элемента на верхней панели стенда. Для объективной оценки эффективности обучения на стенде установлен специальный регистратор количества попыток, который подсчитывает действия студента (рис. П10.2).
Кроме метода ОКТ, тренажер позволяет отрабатывать и альтернативный подход — метод поэлементного тестирования. Для этих целей в комплект входит тестер логического состояния (см. гл. 15), с помощью которого можно определить наличие логического нуля или единицы в любой точке схемы, а также проанализировать режим переключения сигналов.
Техническая реализация ввода неисправностей
В установке детально проработан механизм ввода и устранения неисправностей типа «постоянный 0» или «постоянная 1» в объекте диагностирования.
Ввод неисправностей реализован на основе триггеров микросхемы К155ТМ2. Одна такая микросхема содержит два триггера и позволяет имитировать оба типа неисправностей для одного логического элемента. Всего в схеме можно вывести из строя до 9 элементов, для чего задействовано 9 триггеров.
Принцип работы одного канала ввода неисправности следующий. Изначально на вход «SET» триггера подается высокий потенциал, устанавливая на его прямом выходе логическую «1». Линия «ввод «1» соединена с этим прямым выходом, а линия «ввод «0» — с инверсным выходом. Таким образом, в исходном состоянии с первого триггера снимается «1», а со второго — «0». При активации режима ввода неисправности высокий потенциал снимается с входа «SET» и подается на вход «RESET». Это приводит к тому, что на прямом выходе устанавливается «0», и на соответствующую линию ввода начинает подаваться сигнал неисправности (противоположный исходному).
Для визуального контроля типа активной неисправности внутри тренажера установлены 18 светодиодов: 9 зеленых (индикация «постоянная 1») и 9 красных (индикация «постоянный 0»).
Управление и сброс
Сброс триггера и, как следствие, устранение введенной неисправности из схемы выполняется обучающимся путем нажатия кнопки «Сброс». При этом высокий потенциал снимается с входа «RESET» и вновь подается на «SET», возвращая схему в рабочее состояние. Один из контактов этой кнопки соединен с регистратором количества попыток, что обеспечивает учет каждого действия.
Для преподавателя предусмотрена служебная кнопка «Общий сброс», расположенная внутри стенда. Ее нажатие переводит всю установку в исходное работоспособное состояние и обнуляет показания регистратора числа попыток.
Один из возможных вариантов логической схемы, используемой в качестве объекта диагностирования, представлен на рис. П10.3.
