Jednoduchá logická sonda

Schéma logickej sondy na riešenie problémov s digitálnymi obvodmi, opis jej schopností a metód práce so sondou.

Je dobre známe, že na opravu a zavedenie elektronických digitálnych obvodov je to potrebné osciloskop, Teraz, samozrejme, už tieto dni zmizli, keď bolo potrebné opravovať veľké počítače v továrňach. Ale boli tam zariadenia na rôzne účely mikroprocesory, špecializované mikroobvody, veľké množstvo zariadení využívajúcich digitálne mikroobvody s malým stupňom integrácie (nie všetky podniky a organizácie dokázali kúpiť moderné dovážané zariadenia).

Je nemožné vidieť procesy, ktoré sa vyskytujú v impulzných obvodoch pomocou konvenčného avometra, a vyvodiť závery o fungovaní obvodu ako celku. Osciloskop však nie je vždy po ruke. V tomto prípade môže byť opísaná logická sonda neoceniteľnou pomocou.

V literatúre bolo opísaných veľa podobných zariadení a všetky z nich na ten istý účel stále majú úplne odlišné parametre: s niektorými je jednoducho nepohodlné a nepochopiteľné s nimi pracovať. Domáce sondy vyrábali takéto sondy až do konca minulého storočia.

Po mnoho rokov som mal možnosť použiť logickú sondu, ktorej návrh je opísaný nižšie. Obvod sa osvedčil ako spoľahlivý a ľahko použiteľný.

Hlavný rozdiel medzi touto a podobnou schémou je minimálny počet častí s pomerne širokými možnosťami. Jednou z funkcií obvodu je prítomnosť druhého vstupu, ktorý vám niekedy umožní obísť sa bez osciloskopu s dvoma lúčmi.

Schéma elektrickej logickej sondy

Opis koncepcie.

Napájanie sondy (+ 5 V) sa vykonáva z testovaného obvodu.

Študovaný signál sa privádza do základne vstupných tranzistorov VT1, VT2, určených na zvýšenie vstupného odporu zariadenia. Ďalej, cez diódy VD1, VD2, signál prechádza do logické prvky D1.2, D1.3, D1.4, ktoré osvetľujú červené a zelené LED.

Techniky pre prácu so sondou.

Žiarenie červenej LED indikuje prítomnosť 1 logickej jednotky na vstupe a zelená - logická nula.

Pre opísanú sondu je logické nulové napätie 0 ... 0,4 V a napätie logickej jednotky je 2,4 ... 5,0 V. Ak nie je vstup 1 sondy nikde pripojený, obidve LED diódy zhasnú.

V prípade, že je vstup 1 zapojený do testovaného obvodu a obe LED diódy nesvietia, môžeme predpokladať, že došlo k poruche. Táto úroveň sa nazýva „sivá“.

Okrem zobrazovania logických úrovní nula a jedna, sonda môže tiež indikovať prítomnosť pulzov. Na tieto účely sa používa binárne počítadlo D2, na ktorého výstupy sú pripojené žlté LED HL1 ... HL4.

S príchodom každého impulzu sa stav počítadla zvyšuje o jeden. Ak je frekvencia opakovania impulzov nízka, môžete vidieť blikajúce kontrolky LED počítadla, aj keď sa impulz trvajúci niekoľko mikrosekúnd objaví raz za sekundu alebo aj menej. Takýto proces je možné opraviť iba pomocou skladovacieho osciloskopu - zariadenia pomerne drahého a zriedkavého.

Keď impulzy nasledujú pri vysokej frekvencii, zdá sa, že LED HL1 ... HL4 svietia nepretržite, aj keď v skutočnosti sú pulzy osvetlené.

Podľa charakteru žiarenia červenej a zelenej LED diódy je možné približne odhadnúť tvar impulzov. Ak je jas oboch diód LED rovnaký, potom sa trvanie impulzu (log. 1) rovná dobe trvania pauzy (log. 0). Intenzívnejšia žiara červenej LED ukazuje, že trvanie impulzu (log. 1) je dlhšie ako trvanie pauzy (log. 0) a naopak.

Pomer impulzu k pauze môže byť taký, že je zrejmá žiara iba jednej LED. Ak ale súčasne počítadlo pokračuje v počítaní, sú tu impulzy.Tlačidlo S1 sa používa na vynulovanie počítadla: ak po stlačení a uvoľnení LED HL1 ... HL4 zhasnú a nezmenia svoj stav, potom nedochádza k žiadnym impulzom a sonda jednoducho zobrazuje logickú úroveň nula alebo jedna.

Niekoľko slov o detailoch.

Diódy VD1, VD2 môžu byť nahradené ľubovoľnými pulznými nízkoenergetickými diódami. Iba v tomto prípade by sa malo pamätať na to, že VD1 musí byť kremík a VD2 musí byť germánium: sú to tí, ktorí oddeľujú úroveň nula a jednotu. Tranzistory môžu mať ľubovoľné indexy písmen alebo nahradiť KT3102 a KT3107.

Čipy môžu byť nahradené importovanými analógmi: K155LA3 na SN7400N a K155IE5 na SN7493N.

Konštrukcia sondy je ľubovoľná, ale najlepšie sa dá urobiť pomocou tlačeného obvodu vo forme sondy, umiestneného vo vhodnom plastovom puzdre.

Pri práci so sondou musíte starostlivo monitorovať, aby ste nepripojili napájanie k obvodom s napätím vyšším ako 5 V a aby ste sa nedotýkali takýchto obvodov ani s merací sondou. Takéto dotyky vedú k oprave zariadenia.

Boris Aladyshkin

Comments

[#1]

Ako presne sa používa rozmanitosť vstupov 1 a 2? Zdá sa, že pre normálny počet impulzov v D2 je potrebné pripojenie vstupov? dať tlačidlo? alebo len niečo nie je dokončené v diagrame?

[#2 andy78]

Constantin, v diagrame je všetko v poriadku. Obvod logickej sondy funguje.

[#3]

chyba na odporovom obvode R1 R2 R3 R4 sa musí zmeniť na 200 mOhm alebo sa musí odstrániť