Простой логический пробник | Для дома, для семьи

Здравствуйте, уважаемые читатели сайта sesaga.ru. Для наладки тактового генератора появилась необходимость в логическом пробнике. На просторах интернета ничего толкового не нашел, так как схемы, которые я брал с сайтов, не работали, а если и работали, то не так как это было необходимо. Поэтому было решено разработать свою схему логического пробника, внешний вид которого Вы видите на фото ниже.

Внешний вид логического пробника

Щуп логического пробника

Индикация логического пробника

Схема пробника реализована на Советских микросхемах К176ИЕ8 (СD4017) и К155ЛА3 (SN7400), которые у меня оказались в наличии.

Микросхемы К155ЛА3 и К176ИЕ8

Микросхема К155ЛА3 состоит из четырех элементов 2И-НЕ, питающихся от общего источника постоянного тока, при этом каждый из элементов работает как самостоятельная микросхема. Все четыре элемента имеют по три вывода, где каждый элемент определяется по номерам выводов. Так, например, входные выводы 1, 2 и выходной вывод 3 относятся к первому элементу, а входные выводы 4, 5 и выходной 6 – ко второму элементу и т.д.

Выводы 7 и 14 микросхемы, служащие для подачи питания, на схемах не обозначают, так как ее элементы могут находиться в разных участках схемы устройства. На принципиальных схемах каждый элемент обозначают буквенно-цифровым индексом: DD1, DD2, DD3, DD4.

Цоколевка выводов микросхемы К155ЛА3

Микросхема К176ИЕ8 представляет собой десятичный счетчик с дешифратором и имеет три входа R, CN, СР и девять выходов Q0…Q9.

Вход R (вывод 15) служит для установки счетчика в исходное состояние;
На вход CN (вывод 14) подают счетные импульсы отрицательной полярности;
На вход СР (вывод 13) подают счетные импульсы положительной полярности;
Выхода Q0…Q9 (выводы 1 – 7 и 9 — 11) являются выходами счетчика. В исходном состоянии на выходах Q1…Q9 находится лог. 0, а на Q0 лог. 1;
Плюс питания подается на вывод 16, а минус – на вывод 8.

Цоколевка выводов микросхемы К176ИЕ8

Установка счетчика микросхемы в 0 происходит при подаче на вход R логической единицы (лог.1), при этом на выходе

Q0 появляется лог.1, а на выходах Q1 — Q9 – логический 0 (лог.0). Например. Требуется, чтобы счетчик считал только до третьего разряда Q2 (вывод 4). Для этого соединяем вывод 4 с выводом 15. При достижении счета до третьего разряда счетчик автоматически перейдет на отсчет с начала.

Переключение состояний (выходов) счетчика происходит по спадам импульсов отрицательной полярности, подаваемых на вход CN. При этом на входе СР должен быть логический 0. Можно также подавать импульсы положительной полярности на вход СР, тогда переключение будет происходить по их спадам. При этом на входе CN должна быть логическая единица.

Принципиальна схема логического пробника приведена на рисунке ниже.

Принципиальная схема логического пробника

Работа схемы очень простая.
При поступлении положительных импульсов на вход СР микросхемы DD2 происходит переключение выходов счетчика, индицируемое светодиодами. По миганию светодиодов наблюдают процесс работы проверяемого генератора или любого другого цифрового устройства.

Если на вход приходит напряжение меньше 2/3 напряжения питания, или его вообще нет, счетчик работает нестабильно. При этом переключение светодиодов происходит хаотично и такое состояние можно считать логическим 0. При подаче на вход логической 1 происходит четкое переключение счетчика, и пробник подает звуковой сигнал. Звуковой генератор собран на элементах DD1.1 и DD1.2 микросхемы К155ЛА3 и транзисторе VT1 КТ361Б.

В пробнике я применил четыре светодиода и считаю, что этого вполне достаточно для визуализации процесса. При этом даже имеется некоторое удобство при измерении, которое дает небольшую паузу при переключении счетчика в начальное состояние. Если кто захочет использовать большее количество светодиодов, то вывод 15 микросхемы DD2 подключают к следующему по порядку выходу. В моем варианте вывод 15 соединен с выводом 1 счетчика.

Пробник можно использовать и без звуковой сигнализации. Для этого из схемы исключаем звуковой генератор, собранный на элементах DD1, VT1 КТ361Б, R1, R2, C1, звуковой сигнализатор ЗП-22. В этом случае измеряемый уровень сигнала подается только на вход СР счетчика.

Пробник питается от проверяемого устройства, что очень удобно.

Схема собрана на односторонней плате и имеет небольшие размеры, что позволяет сделать прибор компактным. Светодиоды можно использовать любые низковольтные. Корпус пробника выполнен от футляра для очков.

Плата логического пробника со стороны деталей

Вид платы пробника со стороны деталей

Вид платы пробника со стороны дорожек

Щупом послужил кусочек медного провода сечение 3мм и длиной 5см. В рабочем варианте пробника входная часть выполнена без диода и транзистора, которые по этой причине не показаны на принципиальной схеме. Как показала практика, такое изменение существенно увеличило чувствительность логического пробника.

Также посмотрите видеоролик, в котором показывается работа пробника.

Плату в формате lay можно скачать по этой ссылке.

До встречи на страницах сайта!
Анатолий Тихомиров (picdiod), г. Рига
Удачи!

Литература:

С.А Бирюков «Цифровые устройства на МОП-интегральных микросхемах».

РадиоКот :: Универсальный логический пробник

РадиоКот >Схемы >Аналоговые схемы >Измерения >

Универсальный логический пробник

Однажды пытаясь отладить конструкцию на логических МС встал вопрос о том, что же таки происходит на лапах, простите, выводах этих самых микросхем. Под рукой, как всегда, оказался мультиметр, но удобство работы с ним оказалось весьма сомнительным. Тут, естественно, пришла мысль о логическом пробнике. Основные требования, которые выдвигались к этому устройству, были следующие:

— возможность работы с логическими уровнями ТТЛ и КМОП;

— простота схемы;

— доступность элементной базы;

— отсутствие МК;

— миниатюрность.

При раскопках Интернета была найдено несколько схем, но по результатам отбора прошла только приведенная ниже.

Питание пробника осуществляется от того же источника, что и проверяемое устройство, т. е. от 5-и вольт для микросхем серии 155, 555; 9-и вольт для микросхем К176 и Uпит. для микросхем К561, К564.

Светодиоды включены встречно-параллельно. При подаче на вход Х1 пробника уровня логического нуля, транзистор VT1 закрыт, а транзистор VT2 открыт за счет тока, протекающего в базовой цепи через резисторы R2, R3. Транзистор VT2 открывается, вызывая свечение зеленого светодиода HL2. При подаче на вход пробника Х1 логической единицы, открывается транзистор VT1, а транзистор VT2 закрывается, т. к. прекращается его базовый ток. Открывание транзистора VT1 вызывает свечение красного светодиода HL1, а зеленый светодиод HL2 соответственно тухнет. Если на входе логического пробника будет присутствовать смена логических уровней с довольно высокой частотой, то будут светиться оба светодиода.

В качестве корпуса был выбран старый маркер. Монтаж схемы был выполнен «в воздухе». SMD cветодиоды для наиболее удобного размещения в корпусе маркера были напяны на кусочек текстолита и присоединены к схеме отдельными проводами МГТФ. В корпусе маркера, напротив светодиодного модуля было проделано отверстие и вставлена заглушка из оргстекла. Свечение светодиодов отчетливо видно даже при ярком свете. Щуп изготовлен из контакта разъема ШР. Фотографии схемы, деталей и готового устройства представлены ниже. 



Все вопросы в Форум.


Как вам эта статья?

Заработало ли это устройство у вас?

Простые логические пробники | Кое-что из радиотехники

   Для проверки схем, в которых используются цифровые интегральные микросхемы, необходимы устройства, определяющие напряжения высокого и низкого уровней ( соответственно логические 1 или 0 ). Для их индикации используют разнообразные логические пробники, т. е. пробники, реагирующие лишь на уровни напряжений логических сигналов.


   На Рис.1 изображена схема самого простого логического пробника. В нём всего лишь один транзистор и светодиод, включённый в коллекторную цепь транзистора.


   Если на щупы ХР2 и ХР3 подано напряжение питание, но щуп ХР1 никуда не подключен, светодиод горит “вполнакала”. Такой режим обеспечивается подбором резистора R2, задающим напряжение смещения на базе транзистора. Когда же щуп ХР1 будет касаться вывода микросхемы, на которой логический 0, транзистор закроется и светодиод погаснет. И, наоборот, при подключении этого щупа к цепи с логической 1 транзистор откроется настолько, что светодиод вспыхнет ярким светом.
   Данные режимы справедливы, если прибор питается от измеряемой схемы. Если пробник имеет автономное питание, например батарея 3336, щуп ХР3 дополнительно соединяют с общим проводом конструкции.
   Пробник можно использовать и для “прозвонки” монтажа; тогда его питают от батареи, а щупом
ХР1
и проводником, соединяющим с щупом ХР3, касаются нужных участков проверяемых цепей. Если между ними есть соединение, светодиод гаснет.

   В пробнике можно использовать любой маломощный кремниевый транзистор со статическим коэффициентом передачи тока не менее 100. Вместо АЛ102Б подойдёт любой светодиод серий АЛ102, АЛ307. Резистор R2 подбирают таким сопротивлением, чтобы светодиод горел “вполнакала”.


   Другая конструкция простого пробника ( Рис.2 ) содержит два светодиода. Пробник позволяет не только контролировать логические уровни в разных цепях устройства, но и проверять наличие импульсов, а также приблизительно оценивать их скваженность ( отношение периода следования импульсов к их длительности ). Кроме того, он позволяет фиксировать и “третье состояние”, когда логический сигнал находится между 0 и 1. В этих целях в пробнике в пробнике установлены диоды разного свечения: зелёного (HL1) и красного (HL2).


   На транзисторе VT1 выполнен усилитель, повышающий входное сопротивление пробника. Далее следуют электронные ключи на транзисторах VT2 и VT3, управляющие диодами соответствующим свечением..
   Если напряжение на щупе ХР1 относительно общего провода ( минус источника питания ) более 0,4 В, но менее 2,4 В (“третье состояние”), транзистор VT2 открыт, светодиод HL1 не горит. В то же время транзистор VT3 закрыт, поскольку падение напряжения на резисторе R3 недостаточно для полного открывания диода VD1 и создания нужного смещения на базе транзистора. Поэтому светодиод HL2 также не светится.
   Как только напряжение на входном щупе пробника станет менее 0,4 В транзистор VT2 закроется и загорится светодиод HL1, индицируя логический 0. При напряжении на щупе ХР1 более 2,4 В открывается транзистор VT2, загорается светодиод HL2 – он индицирует логическую 1.
   В случае поступления на вход пробника импульсного напряжения скваженность импульсов приблизительно оценивают по яркости свечения того или другого светодиода.
   Кроме указанных на схеме транзисторов можно применить транзисторы серий КТ312, КТ201 (VT1, VT3), КТ203 (VT2), любой кремниевый диод (VD1), светодиоды серий АЛ102, АД307, АЛ314 соответственного свечения.
   Налаживая пробник, подбором резистора R1 добиваются отсутствия свечения светодиодов в исходном состоянии – при отключённом щупе ХР1. Подав же на этот щуп напряжение 2,4 В ( относительно щупа ХР3 ), подбором резистора R6 добиваются зажигания свечения светодиода HL2. Яркость свечения, а значит предельно допустимый ток через светодиод, ограничивают резисторами R4 и R7.

ИСТОЧНИК: Б. С. Иванов “В ПОМОЩЬ РАДИОКРУЖКУ”, Москва, “Радио и связь”, 1990г, стр.13 – 14.

Похожее

Логический пробник для наладки и ремонта ZX-Spectrum

8 / 14 909

Версия для печати

Для наладки и ремонта ZX-Spectrum совместимых компьютеров полезным приспособлением является логический пробник. По сути это прибор, отображающий логический уровень сигнала на входе (лог.0 или лог.1). Так как в зависимости от типа используемых микросхем (ТТЛ, КМОП) логические уровни могут быть разными, пробник в идеале должен быть настраиваемым для использования совместно с разными типами сигналов.

В ZX-Spectrum’ах почти всегда используются микросхемы с ТТЛ входами/выходами, поэтому будет уместно рассмотреть схему логического пробника с учётом уровней сигнала ТТЛ.

Тут я немного повторю прописные истины, которые и без того известны всем заинтересованным… Величины напряжений лог.1 и лог.0 для ТТЛ видны из следующего схематичного рисунка:

Как видно крайние уровни лог.0 и лог.1 для входов и выходов несколько отличаются друг от друга. Для входа лог.0 будет при напряжении от 0,8В и менее. А выходной уровень лог.0 — это 0,4В и менее. Для лог.1 это будет 2,0В и 2,4В соотвественно.

Это сделано для того, чтобы крайние уровни лог.0 и лог.1 для выходов гарантированно попадали в диапазон напряжений для входов. Поэтому и сделана такая небольгшая «разбежка» в уровнях входов и выходов.

Всё, что попадает в диапазон напряжений между лог.0 и лог.1 (от 0,8В до 2,0В) логическим элементом не распознаётся как один из логических уровней. Если бы не было такой разбежки в уровнях (2-0,8=1,2В) любая помеха расценивалась бы как смена уровня сигнала. А так логический элемент устойчив к действиям помех с амплитудой до 1,2В, что согласитесь, очень неплохо.

У ТТЛ-входов есть интересная особенность: если вход никуда не подключен, то микросхема «считает», что на него подана лог.1. Конечно же такое «неподключение» — это очень нехорошо, хотя бы потому, что при этом висящий «в воздухе» вход микросхемы «ловит» все помехи, в результате чего возможны ложные срабатывания. Однако нас интересует другое — на «висящем в воздухе» входе всегда присутствует некоторое напряжение, величина которого попадает в неопределённый промежуток между логическими уровнями:

Определение величины напряжения на неподключенных входах микросхемы

Такой уровень называют «висящая единица», т.е. как бы единица есть (расценивается микросхемой как лог.1), но на самом деле её нет :)

Применительно к процессу ремонта и наладки компьютеров понятие «висящей единицы» полезно тем, что в случае обрыва проводника на плате или отгорания выхода какой-либо микросхемы на входы связаных с ними микросхем не подаётся сигнал, а следовательно, там будет «висящая единица», и этот момент можно зафиксировать, т.к. примерные уровни напряжения в таком состоянии микросхемы нам уже известны (порядка от 0,9В и вплоть до 2,4В).

То есть если, допустим, по схеме вход микросхемы куда-то должен быть подключен, а на нём в реальности не 0 и не 1, а «висящая единица», то что-то тут не так. В плане процесса ремонта это очень полезно!

Исходя из всего вышесказанного можно сформулировать техническое задание на создание логического пробника:
— Напряжение от 0 до 0,8В включительно считаются как лог.0;
— Напряжение от 2,0В до 5,0В считаем как лог.1;
— Напряжения от 0,9В до 2,4В считаем как «висящую единицу».

Различные конструкции логических пробников

Схем логических пробников очень много. Достаточно поискать в любом поисковике забить фразу «логический пробник». Однако по разным критериям данные схемы мне не подходят:
— Вывод ведётся на семисегментный индикатор, яркость которого никак не позволяет определить примерную скважность импульсов;
— Нет определения «висящей единицы»;
— Другие критерии типа «просто не понравилась схема» 🙂

Схема самого простого пробника был опубликована в журнале «Радиолюбитель» №9 за 1995 год:

Немного более «продвинутый» вариант этой схемы:

Таким пробником я пользовался около 18 лет. Несмотря на простоту этот пробник показывает всё: лог.0, лог.1. Даже «висящую единицу» показывает — при этом светодиод (лог.1) еле светится. Можно определять скважность импульсов по яркости свечения светодиодов. Этот пробник даже не выгорает при подаче на его входы напряжений -5В, +12В и даже выше! При подаче на пробник -5В светодиод (лог.0) горит с очень большой яркостью. При +12В на входе горит с большой яркостью светодиод (лог.1). Короче, неубиваемая схема :)

Для регистрации коротких импульсов, которые не видны глазом (например, импульс выбора порта) я приделал к пробнику «защёлку» на половинке триггера ТМ2:

Внешний вид пробника:

Логический пробник

Логический пробник

Свой вариант логического пробника

Мной предпринимались попытки сделать логический пробник с индикацией «висящей единицы» на компараторах. В статике всё работало и определялось, но в динамике пробник оказался неработоспособен. Проблема кроется в быстродействии компараторов. Доступные мне компараторы (LM339, К1401СА1, КР554СА3 и т.п.) довольно «тормозные» и не позволяют работать на частоте выше 1,5-2МГц. Для работы со схемой ZX-Spectrum это совершенно не годится. Какой толк от пробника, если он не может даже показать тактовую частоту процессора?

Но совсем недавно на Youtube на глаза попалась видео-лекция по работе логического пробника:

Лекция по принципам работы логического пробника

Лекция очень интересная и познавательная. Посмотрите её полностью!

Данная конструкция пробника меня очень заинтересовала, и я решил её повторить и проверить. По схеме из лекции всё заработало за исключением каскада для определения уровня «висящей» единицы. Однако это не является проблемой, и я сделал каскад на компараторе. Вопрос быстродействия тут не стоит, т.к. термин «висящая единица» применим к статическому состоянию микросхемы.

В итоге получился пробник со следующей схемой:

Схема логического пробника (увеличивается по клику мышкой)

Схема логического пробника (увеличивается по клику мышкой)

P.S. Схема пробника не самая идеальная, и при желании наверняка можно сделать проще и лучше.

Описание схемы и процесс наладки логического пробника

Входные каскады пробника выполнены на эмиттерных повторителях на транзисторах VT1 и VT2. В исходном состоянии (когда на вход пробника ничего не подано) транзисторы закрыты, поэтому на входы DD1.1 подан лог.0 через резистор R4, светодиод VD1 не горит. Точно так же закрыт транзистор VT2, и через резистор R5 на входы DD1.2 подаётся лог.1, светодиод VD3 не горит.

При подаче сигнала с уровнем лог.0 (0…0,8В) открывается транзистор VT2, на входы DD1.2 подаётся лог.0, светодиод VD3 загорается.

При подаче сигнала с уровнем лог.1 (2…5В) открывается транзистор VT1, на входы DD1.1 подаётся лог.1, светодиод VD1 загорается.

Резисторами R2-R3 на входе пробника устанавливается напряжение порядка 0,87-0,9В. Т.е. необходимо, чтобы это напряжение было в промежутке 0,8..0,9В, чтобы при никуда не подключенном входе пробника не горел светодиод VD3.

На компараторе DA3 сделана схема определения «висящей единицы». Резисторами R6-R7 устанавливается напряжение порядка 0,92..0,95В, при котором компаратор определит, что на входе находится уровень «висящей единицы», и загорится светодиод VD2. Напряжение на входе 2DA2 подбирается такой величины, чтобы при никуда не подключенном входе пробника не горел светодиод VD2.

Цвет свечения светодиодов можно выбрать таким, чтобы лог.0 показывался зелёным светом, лог.1 — красным, «висящая единица» — желтым. Не знаю как вам, а мне так удобнее. Светодиоды VD1 и VD3 лучше всего брать прозрачные (не матовые), чтобы хорошо был виден кристалл, и по возможности яркие, чтобы легче было заменить, если светодиод хоть чуть-чуть светится.

На микросхеме DD3 выполнен счётчик импульсов, поступающих на вход пробника. При коротких имульсах, не видных глазу, светодиоды VD4-VD7 будут исправно показывать количество импульсов в двоичной форме 🙂 Кнопкой SB1 счётчик сбрасывается с погасанием всех светодиодов.

Инверторы микросхемы DD2 используются для того, чтобы активным уровнем (когда зажигается светодиод) был лог.0, т.к. ТТЛ-выход при лог.0 способен отдать в нагрузку ток до 16 мА. При выходной лог.1 выход способен отдать ток 1 мА, и если мы к нему подключим светодиод (чтобы он зажигался при лог.1 на выходе) мы перегрузим выход. Токоограничивающие резисторы подобраны так, чтобы максимальный ток, протекающий через светодиоды, не превышал 15 мА.

Пробник питается от отдельного блока питания (я использовал источник питания от магнитофона «Беларусь»). На плате пробника расположен стабилизатор напряжения DA2. Учивая не слишком большой ток потребления пробника микросхема стабилизатора используется без дополнительного теплоотвода, и при этом не перегревается.

Входные цепи пробника VT1, VT2, DA3 питаются от отдельного источника опорного напряжения DA1. Сделано это потому, что при изменении тока потребления пробника (например, когда горит большинство светодиодов) выходное напряжение стабилизатора DA2 несколько меняется, при этом соответственно будут меняться все опорные напряжения, что недопустимо.

К проверяемой конструкции от пробника отдельно подключается «общий» провод (GND).

Быстродействия микросхем пробника хватает для индикации импульсов вплоть до частоты 10 МГц. При частоте 12МГц уже пропадает индикация лог.0, но лог.1 показывается. По этой же причине вход счётчика подключен именно к DD1.1 — при проверке частоты выше 10 МГц счётчик будет считать импульсы с индикацией на светодиодах VD4..VD7.

Пробник собран на макетной плате:

Плата логического пробника

Плата логического пробника

Плата подобрана по размеру, чтобы поместиться в корпус от пришеднего в негодность маркера:

Плата логического пробника в корпусе от маркера

Плата логического пробника в корпусе от маркера

Плата логического пробника в корпусе от маркера

Логический пробник с источником питания

Логический пробник с источником питания

Процесс работы с пробником на плате компьютера «Байт» можно посмотреть на видео:

Работа с логическим пробником


Несложный логический пробник-щуп из подручных деталей…

… или приготовление из говна пули.

Ну про логические пробники в сети полно статеек, однако мне они мало помогли, поскольку нехватало того или иного компонента или — еще хлеще — не удовлетворяли своими параметрами. Скажете — извращенец! А почитав далее — точно скажете!

Да, кстати, в эти выходные немало пополнений. Вот и я внесу свою лепту. Тем более, что не могу не поделиться своим извращением необычным решением.

Завалялась у меня ни к селу ни к городу одна 74HC125 (4-х битовый буфер шины с тремя состояниями, если кто навскидку не вспомнит). Вот были бы компараторы, то точно не мудрил бы и слепил по готовой схеме, а на операционниках уж слишком низка верхняя граница частоты тестируемого сигнала.
Короче решил я сваять из того, что было. И вот что получилось.

Входные цепи особой оригинальностью не плещут, а вот одновибратор на IC1C/IC1D — как раз то, что побудило меня печатать так многа букаф вынести на суд сообщества мой вариант этого простого помощника. На одновибраторе я остановлюсь подробнее, но чуть позже: начну все же со входных цепей.
Параметры входного делителя на R1-R4 и D1-D4 подбирались исходя из двух порогов срабатывания:
— для лог.«0» ок. 0.8V (что ниже = «0»)
— для лог.«1» ок. 2.4V (что выше = «1»)
Вначале было немного и расчетов, чтобы выйти на необходимый сдвиг напряжения для порога переключения буфера, который в моем экземпляре составил ок. 2.4V при питании 5V (т.е. все что ниже — это «0»). Для этого почитал кроме всего прочего эту статью и нашел в одной из ссылок таблицу порогов для логики 5V и 3.3V. Как ни странно, согласно таблице, пороги (границы однозначности логических уровней) одинаковы для TTL обоих напряжений питания (Table 4-1 ).

Цепь R3,D1-D3 обеспечивает необходимый сдвиг для порогового элемента на IC1A (лог.«0»), а D4,R4 — для IC1B (лог.«1»), причем здесь понадобился диод Шоттки с падением напряжения ок. 0.2V, чтобы получить желаемый результат в 2.4V. Из-за дополнительного падения напряжения на D5 (защита от невнимательности) микросхема питается на ок. 0.7V заниженным напряжением, что в случае 5-вольтового питания дает 4.35V и приводит к снижению порога срабатывания буферов на пару сотен милливольт. Шоттки как раз и выравнивает эту недостачу до заданного порога. Собственно намного большим напряжением питать этот пробник не рекомендую, 74HCxxx расчитана на напряжение питания до 6 вольт (абсолютный максимум 7V).
Для улучшения четкости срабатывания я добавил этим двум элементам небольшую положительную ОС, превратив их в триггеры Шмитта. Величины резисторов ОС я не расчитывал: интуитивно взял какой-то номинал и подбирал по результатам еще на макетке.
\Ред. 3 фев. 2012: Подбор/испытания проводились простым изменением входного напряжения посредством потенциометра и контролем онного обычным мультиметром. \
Светодиодный светофор индикации «нуля»,«единицы» и неопределенного (третьего или высокоимпедансного) состояния включены своеобразным «чарлиплексингом».
\Ред. 3 фев. 2012: Гасящие резисторы R7-R9,R12 подобраны «на глаз» по яркости свечения светодиодов, которые набраны из того, что было. Поэтому-то и значения так отличаются.\
Входной делитель на R1,R2 с участием остальных элементов создает в точке щупа потенциал ок. 1.3V для четкой индикации третьего состояния.

Теперь, наконец-то, долгожданный одновибратор. В основу его лег принцип из распространенной схемы на двух элементах «ИЛИ-НЕ». Но у меня не было ни инверторов, ни комбинационной логики. Поразмыслив эдак пару вечеров я решил:
— во-первых, нет необходимости в инверторах, ведь два друг за другом они сами компенсируются, т.е. конечный результат будет неинвертированым;
— во-вторых, надо из буфера делать элемент «ИЛИ». Сначала думал применить на входе IC1C пару диодов для создания нужного вентиля. Но, поразмыслив, понял что можно обойтись без них.
Работает это так. Когда на выходе IC1B низкое напряжение («0» или «Z» на входе пробника) выход буфера включен и выдает почти 0V, поскольку изначально выход IC1D, а значит и вход IC1C в состоянии лог.«0». При детектировании входными цепями логической единицы выход IC1C переводится в высокоимпедансное состояние, и начинается интересное.
Резистор R10 подключает времязадающую цепочку C1,R11 к питанию, конденсатор начинает заряжаться и переключает на доли секунды IC1D в состояние лог.«1», светод LED4 поджигается синим пламенем, пока С1 не зарядится до порога срабатывания IC1D. Если даже за это время на входе пробника лог.«1» и пропадет — не беда: высокий уровень на IC1D, а следовательно и на входе IC1C передается на его выход, а значит заряд С1 не прервется. Таким образом одновибратор свой цикл отработает. Т.е. на IC1C и R10 получился необходимый элемент «монтажное ИЛИ».
Даже если на входе и останется (запускающий) высокий логический уровень, одновибратор отработает свой цикл один раз и вернется в исходное состояние.
\Ред. 3 фев. 2012: Вернее, в исходное состояние он вернется, когда на входе снова будет «0», и выход вентиля IC1C своим низким уровнем разрядит С1.\

Ну а выглядит это «чудо» так:

Щуп изготовлен из одноразовой мед. иглы, торец корпуса — из колпачка от разборного антенного штекера, сам корпус — полупрозрачная полиэтиленовая труба диаметром ок. 15 мм, закрывается она какой-то пробкой. Короче — всё, что нашлось в барахолке. Подробностей сборки не пишу — уж извините, не это было причиной написания топика. Да собственно, и нет там ничего сложного.

Испытывал на скорую руку на спутниковом рессивере. Увы, одновибратор не заработал от задающего генератора 27 Мгц, хотя входные буферы не подкачали — индицировали оба уровня. Видимо разрешающий вход буфера менее скоростной, чем его остальная часть. Жаль, не смог пока определить верхнюю частоту, на которой пробник функционирует в полной мере. На фотке пробник подключен к регистру динамической индикации дисплея.

Критику, вопросы, похвалы охотно принимаю 🙂
Если кто решится повторить это безумие, прошу сообщить результат.
29.01.2012

Добавление
(ака Update, а может даже и Upgrade — вибачайте, не розумiю я ангiйську мову!)

А всё потому, что ткнул я им (пробником) в отрицательное напряжение! И было-то там всего ок. -14 вольт. Но этого оказалось предостаточно, чтобы «нулевой» канал (IC1A) приказал долго жить и остался навечно в состоянии «1».
Анализ происшедшего привел меня к выводу, что нужно защищать входа буферов. Причем обоих!
Как я это сделал, расскажу чуть ниже.

Короче, менять микросхему всё равно нужно, и решил я попробовать заодно поменять местами входа IC1C в одновибраторе с целью увеличить его частотный диапазон. Об этом я писал в конце статьи, т.е. несколькими абзацами выше, и вспоминалось в комментариях.
Увы, вынужден вас (и в первую очередь — себя) огорчить: желаемого результата я не получил.
Причем заметил одну особенность: одновибратор выборочен скорее к длительности отрицательного импульса, чем к частоте как таковой. Определять я стал это, когда возмутился его (одновибратора) бездействием на частоте 10 МГц. Под рукой оказался генератор ШИМ, к нему-то я и подключил отремонтированный и доработаный пробник.

Все эксперименты проводились при напряжении VCC = 5,09V.
ШИМ-генератор был изначально включен на частоту 250 кГц и коэффициент заполнения 99% (принимать здесь сокращение К.З. неуместно, поэтому возьму забугорный эквивалент DF). Я был потрясен — «Мигалка» щупа не реагировала! И это всего-то при четверти мегагерца!?
Начал я снижать частоту ступенями, и лишь при частоте 25 кГц синий СИД ожил. Пришло разочарование… даже 50 кГц много…
Естественно, при таком DF зеленый СИД практически не светился, и решил я уменьшить DF до 50%, чтоб хорошо видеть оба уровня. Ну и увеличил частоту. О! — «Мигалка» засветилась!
Таким образом я решил снять его (одновибратора) «характеристики» и получилась такая картина:
F=25kHz, DF=99% синий СИД горит,
F=50kHz, DF=99% синий СИД не горит, загорается при 95%
F=100 kHz — картина прежняя
F=250kHz, DF=90% только с этого значения загорается синий СИД.

Более точного анализа провести не смог, т.к. мой ШИМ-генератор перестраивается ступенями.
Причем при DF=1% и частоте 250 кГц одновибратор не спит. Отсюда я заключил, что он чувствителен к длительности отрицательного импульса. Ну да ладно, от такой простой схемы ожидать большего не стоит.

Теперь о защите. Входы самой микрухи защищены от статики и коротких импульсов диодами (см. типовую схему в тех.паспорте — даташите, по-новомодному), которые выдерживают долговременный ток всего-то несколько мА. В моем же случае с -14 вольтами там текло ок. 400 мА (сработала токовая защита Б.П.)
Самый простой способ — включить на входе дополнительный резистор. НО! А честно говоря, я этот вариант не опробовал… это мне теперь пришло в голову: между иглой и схемой резистор!
Я же изменил схему следующим образом:

Токоограничительные резисторы поставил непосредственно на входа вентилей и подкорректировал значения некоторых других резисторов.
При указанных на этой схеме номиналах пороги индикации имеют следующие значения:

  • переход из Hi-Z в Low 0,69 в
  • переход из Low в Hi-Z 0,89 в
  • переход из Hi-Z в High 2,28 в
  • переход из High в Hi-Z 2,22 в
Наверняка они в некоторой степени зависят и от экземпляра микросхемы.

С гордостью заявляю: пробник версии 1 выдерживает на входе напряжение +/-12 вольт [большего не пробовал :)) ].

27.10.2012

Логические пробники — Конструкции простой сложности — Схемы для начинающих

                                                                           ЛОГИЧЕСКИЕ ПРОБНИКИ

Логический пробник, разработан­ный москвичом С. Бирюковым

Предназначен для индикации импульсов, амплитуда которых имеет «нормальную» величину, т. е. напряже­ния вершин превышают 2.4 В. а осно­вания лежат ниже 0,4 В. Индикация осуществляется в виде знаков «О» и «1», которые указывают соответствую­щие уровни. Точка индицирует наличие импульсов.

Схема пробника приведена на рис. I. На входе включен резистор R1. предо­храняющий пробник от перегрузок. Эмнттерные повторители VI и V2 слу­жат для уменьшения нагрузки на про­веряемый каскад, а также для сдвига порога переключения логических эле­ментов DI.1 и D1.2. Дополнительный сдвиг достигается включением крем­ниевого диода V3 и германиевого V5. В результате при входном напряжении выше 2,4 В элемент Dl.1 включается и зажигается сегмент d семисегментного индикатора HI, индицируется знак «1» (при боковом положении индикатора). При напряжении ниже 2.4 В элемент D1.1 закрывается, сегмент d гаснет. При снижении входного напряжения ниже 0.4 В выключается элемент D1.2, включается DI.3 и зажигаются четыре сегмента (a, b, g, f) индикатора и индицируется знак «0».

При наличии импульсов на входе пробника триггер на элементах D2.I и DI.4 переключается в моменты до­стижения напряжения на входе поро­говых величин (0,4 и 2.4 В). В момент перехода напряжения на входе пробни­ка из состояния «1» в состояние «0» на входе элемента совпадения D2.2 кратковременно появляются две логи­ческие «1», элемент D2.2 включается и короткий (порядка 70 нc) отрицатель­ный импульс с его выхода запускает ждущий мультивибратор на элементах D2.3 и D2 4. Выходной сигнал мульти­вибратора вызывает свечение точки индикатора.

Если амплитуда входных импульсов ниже нормальной, триггер не переклю­чается и точка индикатора не све­тится.

Диод V6 служит для зашиты микро­схем при включении питания в непра­вильной полярности.

Пробник смонтирован на печатной плате с размерами 7.5×80 мм (рис. 2).

 Выводы большинства элементов, рас­положенных на одной стороне печат­ной платы.загнуты через край платы и подпаяпы к контактным площадкам, находящимся с обратной стороны платы. Игла-щуп впаяна в паз печат­ной платы. Конденсатор С2 состоит из двух соединенных параллельно конден­саторов К53-16 по 10 мкФ.

В пробнике можно применить транзи­сторы КТ361 и КТ373 с любыми бук­венными индексами, возможно приме­нение и других кремниевых вькокочастогных транзисторов соответствующе­го типа проводимости. Диоды можно заменить на любые маломощные крем­ниевые (V3 V4) и германиевые (V5, Vб). микросхемы — на аналогичные других ТТЛ серий. 

Исследовать логи­ческие устройства в статическом и ди­намическом режимах позволяет проб­ник, предложенный Н. Пастушенко и А. Жижченко (г Киев).

 Принцппиальная схема пробника изображена иа рис. 3.

При отсутствии сигнала на входе элемента DI.1 — низкий логический уровень, на входах элементов D1.2, D1.3 D1.4 — высокий. Сегменты индикатора не светятся. Если на вход пробника поступает уровень, соответствующий логической «1», то на выходе элемента DI.I будет логический «О», на выходе D1.2 — логическая «1», элементы D1. 3 и D1. 4 остаются в первоначальном состоянии. При этом све­тятся сегменты b и с и индицируется цифра «1». Когда на входе пробника будет логический «О», то на выходе элементов DI.2, D1.3 и D1.4 будет вы­сокий логический уровень и будут све­титься сегменты а Ь, с, d, е, f.

При подаче на вход пробника им­пульсов с частотой до 25 Г ц чередова­ние цифр «О» и «1» различимо глазом. При частотах свыше 25 Гц начинает сказываться влияние конденсатора С1. В результате яркость свечения сег­мента d резко уменьшается и индици­руется буква «П», обозначающая по­следовательность импульсов с высокой частотой на входе пробника.

Пробник питается непосредственно от испытуемого устройства. При нали­чии питания +5 В светится сегмент А (точка).

В пробнике использованы резисторы МЛТ-0,125. конденсаторы К50-6. Вместо микросхемы K133ЛA8 можно приме­нить микросхему К155ЛА8.

На рис. 4 изображено расположе­ние деталей на печатной плате из дву­стороннего фольгированного стекло­текстолита, а на рис. 5 — чертежи обеих сторон печатной платы. Внешний вид пробника показан на фотографии (рис. 6)

 

Пробник с достаточно большим вход­ным сопротивлением и высокой четко­стью срабатывания при определенных уровнях входного напряжения предло­жен В. Пиратинским и С. Шахновским из Москвы.

 Зона перехода из состоя­ния, при котором индикаторный светодиод горит с полной яркостью, в состоя­ние, при котором светодиод ие горит, составляет 30 мВ для верхней границы логического уровня «0» (-0,4 В) и 80 мВ для нижней границы логиче­ского уровня «I» (+2,4 В).

Пробник отличается малой потреб­ляемой энергией от источника пита­ния проверяемого устройства, состав­ляющей не более 12 мА.

На рис. 7 приведена принципиальная электрическая схема пробника. Она состоит из двух независимых пороговых схем, одна из которых соответствует уровню «0». а другая — уровню «I».

Когда напряжение на входе пробника имеет величину от 0 до +0,4 В. транзи­сторы V7 и V8 пороговой схемы «1» закрыты и красный светодиод V5 не горит. В пороговой схеме «0» транзи­стор V9 закрыт, а транзистор VI0 открыт и горит зеленый светодиод V6. индицируя наличие логического уров­ня «0».

При потенциале на входе пробника от +0,4 В до +2.3 В транзисторы V7 и V8 по-прежнему закрыты, транзи­стор V9 открыт, а V10 закрыт. При этом оба светодиода не горят. То же самое наблюдается, если на входе пробника нет сигнала.

Отсутствие индикации, таким обра­зом. свидетельствует о том. что потен­циала на входе нет или же он имеет промежуточное значение по отношению к логическим уровням.

При напряжении на входе пробника выше +2,3 В открываются транзисто­ры V7, V8 пороговой схемы «I» (V7, V8 полностью открыты при потенциале выше +2,4 В) и загорается красный светодиод V5, индицируя наличие логического уровня «1». Пороговая схема «0» при этом находится в прежнем со­стоянии. Диоды VI —V4 служат для повышения напряжения, при котором срабатывает пороговая схема «I»

Коэффициент передачи тока h31э транзисторов должен быть не менее 400. Диоды VI—V4 КД103 (К102) бескорпусиые. Все резисторы ОМЛТ 0,125 — 5%.

Налаживают пробник с помощью делителя напряжения, подключенного к источнику +5 В, подавая на вход пробника требуемый уровень напряжения.

Изменением величины сопротивле­ния резистора R7 добиваются погасания зеленого светодиода V6 при уровне входного напряжения 0,4 В, а измене­нием сопротивления резистора R5 — зажигания красного светодиода V5 при уровне входного напряжения +2,4 В. Для удобства регулировки резисторы R5. R7 можно временно заменить пере­менными.

Пробник, разработанный москвичом В. Копыловым,

 также обладает высо­ким входным сопротивлением (Rвх = 200 кОм). но в отличие от пробника В. Пиратииского и С. Шахновского ре­гистрирует и импульсы. Он имеет за­щиту от перенапряжений по входу (до ±250 В) и от неправильного вклю­чения полярности питания.

Принципиальная схема пробника приведена на рис. 8

 Через резистор RI сигнал поступает на затвор полево­го транзистора V3 через ограничитель входного напряжения на диодах VI. V2. С выхода истокового повторителя сиг­нал подается на эмиттерные повтори-ели, выполненные на транзисторах V4 и V5, которые уменьшают влиянне входов микросхем друг на друга и сдви­гают уровни сигналов, поступающих на элементы D1. 1, D1. 2. При указанных на схеме номиналах резисторов R2—R5 , пороговые напряжения срабатывания «1» и «2» равны соответственно 0,4 В и 2,4 В. Для использовании пробника при контроле цепей с другими порого­выми напряжениями необходимо по­добрать эти резисторы. При входном напряжении, превышающем пороговое напряжение логической «I» на выхо­дах элементов D1.1 и D2.2, появляется логический «0» и светится сегмент d светодиодного индикатора Н1 (инди­цируется знак «1»). При напряжении на входе ниже порогового напряжения логического «0» на выходе D1.2 появ­ляется логическая «1». на выходе D2.1 — логический «0» и зажигаются через резистор R10 — сегмент f, через резистор R11 и диод V6 — сегменты а, Ь, g (индицируется знак «0»), Если напряжение на входе находится в про­межутке между пороговыми напряже­ниями логических «0» и «I» (проме­жуточный уровень), то логические «I» на выходах D2.1 и D2.2 вызывают появление «0» на выходе D2.3 и све­тятся сегменты с. Ь, g (индицируется зна1 «П»). Конденсаторы С2. С.3 устра­няют возбуждение при переходных режимах.

Обнаружение импульсов основано на запуске одновибратора по фронту и спаду каждого входного импульса. Отрицательные импульсы для запуска ждущего мультивибратора, выполнен­ного на элементах D1.4, D2. 4, С5 и RI3, формируются на выходе элемента D2.3 каждый раз, когда входной сигнал переходит из «0» в «1» и обратно, при­чем их длительность зависит от дли­тельности фронта и спада входных им­пульсов. К выходу ждущего мульти­вибратора подключен сегмент «точка», который вспыхивает дважды на каж­дый входной импульс при частоте сле­дования последних менее 20 Гц и при достаточной их длительности. При ча­стоте следования входных импульсон более 20 Гц вспышки сливаются в не­прерывное свечение. При входном сиг­нале. близком к меандру, одновремен­но с точкой индицируются знаки «0» и «I». причем их относительная яр­кость зависит от скважности импуль­сов. При большой или маленькой скваж­ности индицируется только один из этих знаков.

Пробник собран на двусторонней печатной плате из фольгированного стеклотекстолита толщиной 1,5 мм. Расположение проводников со сторо­ны деталей показано на рис. 9, а с про­тивоположной стороны — на рис. 9. б.

В пробнике применены микросхемы серии К155, резисторы МЛТ-0,125, конденсаторы КМ5а (С2. СЗ), КМ6 (С/, С4) и К53-4 (С5, С6).

Пробники логических уровней | Техника и Программы

 

, или, как их еще называют, логические пробники, удобны для исследования устройств с ИМС и дают достаточное представление о работе проверяемой аппаратуры. Такой пробник легко и быстро собрать, он не требует настройки, компактен (малый объем), экономичен (малая потребляемая мощность), питается от одного источника с проверяемым устройством. Показания пробника наглядны, точны и надежны. Применение логических пробников особенно целесообразно в любительских конструкциях, когда при наладке логической схемы или поиске неисправности требуются не столько

Точные данные о длительности сигналов, сколько уверенность в правильности действия этих сигналов, о чем судят по чередованию высокого и низкого уровня в определенных точках. А с некоторыми видами логических пробников легче обнаружить единичные импульсы (паразитные сигналы — «иглы»}, чем с осциллографом.

Принцип действия всех логических пробников основан на различии напряжения высокого и низкого уровня. Напомним, что для семейства ИМС ТТЛ 2,4 В < U < 5,0 В — высокий уровень, 0 < U <; <С 0,4 В — низкий уровень.

Возможно особое состояние микросхемы, которое в дальнейшем будем называть промежуточным, когда выходное напряжение оказывается вне границ низкого и высокого уровня, а именно 0,4 В <С U <С 2,4 В. Довольно часто подобное случается, когда интегральная микросхема повреждена или между ее выводами существуют недопустимые связи.

Чаще всего в логических пробниках применяется световая индикация. При этом следует, с одной стороны, иметь в виду, что некоторые источники света, например лампа накаливания, обладают инерционностью, а с другой — учитывать инерционность человеческого глаза при восприятии светового сигнала (вспышки короче 50 … 100 мс не воспринимаются).

Реже используется звуковая индикация. Хорошим решением является выбор двух различных частот соответственно на два логических уровня.

Печатную плату логического пробника лучше делать длинной и узкой, чтобы поместить в пустой корпус, например от фломастера. Такой пробник будет иметь вид авторучки с острым металлическим щупом на конце—входом пробника.

Ниже приведено описание некоторых схем пробников различной степени сложности. Во всех случаях уделено внимание обеспечению высокого входного сопротивления. В некоторых пробниках продолжительность индикации низкого и высокого уровня не зависит от длительности импульса, что является преимуществом.

В пробнике, схема которого показана на рис. 7.13, транзистор VT работает в ключевом режиме. Если на входе напряжение высокого уровня, транзистор насыщен и лампа HL светится. Когда на входе на-:

Рис. 7.13. Простой логический пробник

пряжение низкого уровня, транзистор заперт и лампа не горит [5]. Достоинство — чрезвычайная простота’. Недостатки: продолжительность свечения зависит от продолжительности логического состояния, нет индикации промежуточного логического состояния, сравнительно низкое входное сопротивление.

У пробника на рис. 7.14 резисторы R2, R3, R7, R8 образуют мост, в диагональ которого АВ включены транзисторы VT1, VT2 и VT3. Если входной сигнал высокого уровня, VT1 открыт, a VT2 закрыт, свето- диод HL2 светится, a HL1 — нет. При низком уровне входного сигнала транзисторы VT2 и VT3 открыты, VT1 закрыт, светодиод HL1 светится, a HL2—нет. При 0,4 В < Ubx < 2,4 В все три транзистора заперты, вследствие чего оба светодиода остаются темными [7]. Достоинство: индикация как высокого, так

Рис. 7.14. Логический пробник с независимой индикацией высокого и низкого уровня входного напряжения

и низкого уровня, а также промежуточного состояния. Недостаток: продолжительность свечения определяется длительностью входного импульса.

Пробник на рис. 7.15 содержит управляемый генератор импульсов, выполненный на операционном усилителе DA1 (тип 140УД1А, старое обозначение — 1УТ401А. — Пер.). Когда на входе напряжение низкого уровня, генератор бездействует, а на выходе операционного усилителя (точка М) высокое напряжение высокого уровня им ~ Uв; транзистор VT1 заперт, лампа HL1 не горит. При входном напряжении высокого уровня генерация также отсутствует. Выходное напряжение операционного усилителя в этом случае UM » 0. Транзистор V77 открыт, лампа HL1 горит. Когда 0,4 В < UBX < 2,4 В, генератор работает, выдавая импульсы с частотой 2—3 Гц. Лампа HL1 мерцает с этой частотой. Если входные сигналы представляют собой последовательность импульсов с частотой / >> 20 Гц, мерцание лампы HL1 не различается человеческим глазом и свет ее кажется непрерывным, но яркость зависит от частоты [12].

Особенности схемы: посредством резистора R3 регулируется пороговое напряжение низкого уровня, резистора R8 — высокого. Диод VD2 предохраняет операционный усилитель DA1 в случае неверного включения питающего напряжения. Достоинство: сравнительная простота. Недостаток’ пробник не реагирует на кратковременные импульсы — по индикатору трудно отличить постоянное входное напряжение высокого уровня от импульсной последовательности высокой частоты

В пробнике с цифровым индикатором (рис. 7.16, а) транзисторы VT1 … VT5 управляют сегментами (полосками) а f семисегментного индикатора HG1. Транзистор VT4 работает в ключевом режиме, управляя поступлением напряжения питания Un на общий анод А индикатора. Транзистор VT5 также действует в ключевом режиме, и в зависимости от его состояния сегменты — катоды a, f, е и d соединены общей шиной или нет. Сегменты — катоды b и с — постоянно подключены к общей шине через резистор R5. Напряжение в точке М за счет делителя R2, R3 равно 1,8 В. Поэтому, когда на входе напряжение высокого уровня, транзистор VT3 открыт и своим коллекторным током открывает транзистор VT4. На анод А индикатора HG1 поступает напряжение Un, вызывающее свечение сегментов b и с, т. е. индицируется цифра 1. Если входное напряжение низкого уровня, то транзисторы VT1 и VT2 открываются и их коллекторные токи отпирают VT4 и VT5. Анод А индикатора при этом подключается к шине Un, а сегменты а, f, е и d—к общей шине. Светятся все сегменты, кроме g, и индицируется цифра 0. При 0,4 В < UBX < 2,4 В транзистор VT4 остается запертым, а значит, все сегменты — темными [9].

Особенности схемы: транзисторы VT1 и VT2 подбираются с одинаковым коэффициентом передачи тока h21Э, VT4 и VT5—с возможно большим значением этого коэффициента, и тогда порог свечения •фиксируется более четко. Подбором сопротивлений R4 и R5 регулируется яркость свечения. Достоинства: наглядность индикации, отдельная индикация для низкого и высокого уровня, а также для промежуточного состояния. Недостаток: нечувствительность к кратко*, временным импульсам.

Рис. 7.16. Логические пробники с цифровой индикацией

Логический, пробник с цифровой индикацией, схема которого дана на рис. 7.16,6, обладает большими возможностями. При входном напряжении высокого уровня транзистор VT1 отперт, a VT2 заперт, на выходах элементов DD1.1, DD1.3 и DDI.4 будет напряжение низкого, а на выходе DDI.2 — высокого уровня. При этом светятся сегменты b и с индикатора HG1, образуя цифру 1. Когда на входе пробника напряжение низкого уровня, на выходах элементов DDI.2, DD1.3 и DD1.4 появится напряжение высокого уровня, обеспечивающее свечение сегментов a, b, с,

Й, е, f, т. е. индицируется цифра 0. При 0,4 В << <. О< 2,4 В транзисторы VT1 и V12 заперты, на выходах DD1.2, DD1.3 и DD1.4 напряжение низкого уровня и все сегменты индикатора HG1 темны. При поступлении на вход пробника’ импульсов с частотой f < 20 Гц чередование цифр 0 и 1 различимо глазом. На более высоких частотах начинает сказываться влияние конденсатора С1. В итоге яркость свечения сегмента d резко уменьшается и индицируется буква П (последовательность импульсов). Свечение сегмента h (точки) служит индикатором напряжения питания J-|-5 В [10]. Диоды VD1 и VD2 — любые универсальные кремниевые диоды. Они повышают четкость срабатывания. Преимущество указанного пробника по сравнению с предыдущим — возможность индикации импульсной последовательности. Недостатки — те же самые.

В пробнике на рис. 7.17 при низком уровне входного сигнала транзистор VT1 открыт и насыщен, на выходе DD1.1 напряжение высокого уровня. Свето- диод HL1 светится, HL2—нет. Когда на входе напряжение высокого уровня, то VT2 открыт и насыщен, на выходе DD1.4 также высокий уровень. Светодиод HL2 светится, ПИ — нет. Если 0,4 В < UBX <. 2,4 В, транзисторы VT1 и VT2 заперты, на выходах DD1.1 и DD1.4 будет напряжение низкого уровня, HL1 и HL2 остаются темными. При появлении на входе короткого импульса низкого уровня ждущий мультивибратор, образованный элементами DD1.1 и DDI.2, генерирует импульс длительностью около 100 мс и на это время вспыхивает HL1, а диод HL2 при этом светится непрерывно. При подаче коротких импульсов высокого уровня действует другой мультивибратор (DD1.3 и DDI.4). Светодиод HL2 вспыхивает примерно на 100 мс, a HL1 светит непрерывно. Если входные сигналы представляют собой последовательность импульсов с частотой f >> 10 Гц, светодиоды HL1 и HL2 горят постоянно, а если / < 10 Гц, то HL1 и HL2 поочередно вспыхивают и гаснут с этой же частотой.

Особенности схемы: подбором сопротивлений R2 и R3 устанавливается порог срабатывания пробника; диод VD3 не допускает глубокого насыщения транзистора VT2, благодаря чему быстродействие пробника це уменьшается. Достоинство: при сравнительно

Рис. 7.17. Логический пробник с двумя светодиодами для индикации кратковременных импульсов

простой схеме пробник позволяет регистрировать кратковременные пики напряжения — «иглы». (Недостатки схемы авторами не отмечены. — Пер.).

В схеме на рис. 7.18 транзисторы VT2 и VT3 включены как эмиттерные повторители и служат для разделения сигналов высокого и низкого уровня. Если на входе напряжение высокого уровня, на выходах DD1.1 и DD2.2— низкого и сегмент d индикатора HG1 светится, индицируя цифру 1 (индикатор повернут на 90° по отношению к обычному положению

Рис. 7 18. Логический пробник с индикацией последовательности

импульсов

При входном напряжении низкого уровня на выходе DD2.1 также напряжение низкого уровня, в этом случае светится сегмент f, а также сегменты a, b и g (ток протекает через диод VD3 и резистор R11)— индикатор фиксирует цифру 0. Если 0,4 В < UBX <С < 2,4 В, на выходах DD2.1 и DD2.2 действует напряжение высокого уровня, а на выходе DD2.3 — низкого. Светятся сегменты a, b, g, образуя букву П.

При смене уровня на входе (фронт или срез импульса), в момент переключения элементов DD2.1 и DD2.2, на выходе DD2.3 возникает короткий импульс низкого уровня, который запускает ждущий мультивибратор (элементы DD1.4, DD2.4, С5 и R13). Мультивибратор генерирует импульс, вызывающий короткое свечение точки h. Мерцания точки h видны, если на вход подается последовательность сигналов с коэффициентом заполнения 1 у ^ 0,5, а смена уровней происходит с частотой f < 20 Гд. При этом различимо чередование цифр 0 и 1. Если у « 1 или у « 0, то соответственно индицируется только 1 или только 0, а точка h мерцает с частотой 2f. Когда f > 20 Гц, точка h светится непрерывно, цифры 0 и .1 индицируются одновременно и, если у « 0,5, яркость цифр одинакова; при у « 1 или у « 0 индици-

Рис. 7.19. Логический пробник со звуковой и световой индикацией

руется только 1 или только 0, а точка Н светится непрерывно [11],

Особенности схемы: диоды VDJ и VD2 предохраняют транзистор VT1 от больших входных напряжений, a VD4 защищает интегральные схемы в случае подачи обратного питающего напряжения; конденсаторы С2 и СЗ предохраняют ЛЭ от самовозбуждения. Достоинства: отчетливая индикация разных входных сигналов. Недостаток: сложность схемы.

На рис. 7.19 представлена схема пробника, где дублируется звуковая и световая сигнализация. Имеются отдельные каналы для двух логических уровней.

Оконечной ступенью каналов звуковой сигнализации служит смесительно-усилительный каскад — транзистор VT7 с миниатюрным капсюлем НА1 (ДЭМИЦ в качестве нагрузки. При входном напряжении низкого уровня диод VD4, а также транзистор VT6 открываются. Загорается светодиод HL2 и раздается звук (частотой 600 Гц) за счет возбуждения транзистора VT7 работающим мультивибратором (DD1.1, DDI.2, R16, R18 и С4). (Мультивибратор запускается напряжением высокого уровня на входе 1 логического элемента DD1.1, снимаемым в данном случае с эмиттерной нагрузки транзистора VT6.)

Когда на входе пробника действует сигнал высокого уровня, работает второй канал, подобный рассмотренному. В этом случае светится диод HL1 и слышится звук частотой 3 кГц. При 0,4 В < UBX <. С 2,4 В оба канала бездействуют: светодиоды остаются темными, звуковые генераторы не функционируют. Если входной сигнал представляет собой последовательность импульсов, интегрирующие конденсаторы С1 и С2 «запоминают» высокий логический уровень, в результате чего оба звуковых генератора работают одновременно и звук принимает характерную окраску. Светодиоды HL1 и HL2 светятся [6].

Особенности схемы: диоды VD1, VD2 и транзистор VT8 играют соответственно роли диодов VD1, VD2 и VD4 в схеме на рис. 7.18. Достоинство: двойная сигнализация. Недостаток: нечувствительность к кратковременным импульсам.

Источник: Димитрова М. И., Пунджев В. П. 33 схемы с логическими элементами И — НЕ: Пер. с болг. — JL: Энергоатомиздат. Ленингр. отд-ние, 1988. 112 е.: ил.

Отправить ответ

avatar
  Подписаться  
Уведомление о