3 Zbadanie przydatnych obwodów sond logicznych

Te proste, ale wszechstronne obwody sond logicznych z 3 diodami LED mogą być używane do testowania cyfrowych płytek drukowanych, takich jak CMOS, TTL lub podobnych, w celu rozwiązywania problemów funkcje logiczne układów scalonych i związanego z nimi etapu.

Wskazania poziomu logicznego są wyświetlane przez 3 diody LED. Kilka czerwonych diod LED wskazuje stan logiczny WYSOKI lub NISKI. Zielona dioda LED wskazuje na obecność sekwencyjnego impulsu w punkcie testowym.

Zasilanie obwodu sondy logicznej pochodzi z obwodu, który jest testowany, więc projekt nie wymaga oddzielnej baterii.

Specyfikacje robocze

Wydajność i charakterystykę sondy można odczytać od następującego dnia:

1) Opis obwodu

Obwód sondy logicznej jest zbudowany przy użyciu falowników / bramek buforowych z jednego układu scalonego 4049.

3 bramki służą do wykonania głównego obwodu logicznego wysokiego / niskiego detektora, a dwie służą do utworzenia monostabilnego obwodu multiwibratora.

Końcówka sondy, która wykrywa poziomy logiczne, jest połączona z bramką IC1c poprzez rezystor R9.

Gdy zostanie wykryty stan logiki wejściowej wysoki lub stan logiczny 1, wyjście IC1c zmienia stan na niski, powodując zaświecenie diody LEd2.

Podobnie, gdy LOW lub logiczne 0 zostanie wykryte na sondzie wejściowej, para szeregowa IC1 e i IC1f zapala diodę LED1 przez R4.

W przypadku „pływających” poziomów wejściowych, co oznacza, że ​​sonda logiczna nie jest do niczego podłączona, rezystory R1, R2, R3 zapewniają, że IC1c i IC1f są razem utrzymywane w pozycji logicznej WYSOKA.

Kondensator C1 podłączony do R2 działa jak kondensator szybkiego działania, co zapewnia, że ​​kształt impulsu na wejściu IC1e jest ostry, umożliwiając sondzie ocenę i śledzenie nawet wejść logicznych wysokiej częstotliwości powyżej 1 MHz.

Obwód monostabilny utworzony wokół IC1a i IC1b wzmacnia krótkie impulsy (poniżej 500 nsek) do 15 ms (0,7RC) za pomocą C3 i R8.

Wejście do monostabilnego uzyskuje się z IC1c, natomiast C2 zapewnia stopień z wymaganą izolacją od zawartości DC.

W normalnych sytuacjach części R7 i D1 umożliwiają wejście IC1b na stan logiczny WYSOKI. Jednak po wykryciu impulsu o ujemnej krawędzi za pośrednictwem C2, wyjście IC1b zostaje ustawione w stan WYSOKI, zmuszając wyjście IC1a do stanu niskiego i włączenia diody LED3.

Dioda D1 zapewnia, że ​​wejście IC1b pozostaje na niskim poziomie logicznym (powyżej 0,7 V), tylko tak długo, jak długo wyjście IC1a pozostaje niskie.

Powyższe działanie powstrzymuje powtarzające się impulsy od ponownego wyzwalania wejścia IC1b, aż do ponownego wyzwolenia monostabilnego z powodu rozładowania C3 przez ziemię przez R8. Dzięki temu wyjście IC1a osiąga stan wysoki, wyłączając diodę LED3.

Kondensatory C4 i C5, które nie są krytyczne, chronią przewody zasilające układu scalonego przed możliwymi skokami napięcia i stanami nieustalonymi, emanującymi z testowanego obwodu.

Projekt PCB i nakładka komponentów

Lista części

Jak testować

Aby przetestować działanie sondy logicznej, podłącz ją do źródła zasilania 5 V. W tym momencie 3 diody LED powinny pozostać wyłączone, a sonda nie jest podłączona do żadnego źródła lub pływająca.

Teraz opór R2 i R3 będzie wymagał pewnych poprawek w zależności od odpowiedzi oświetlenia LED, jak opisano poniżej.

Jeśli zauważysz, że dioda LED2 zaczyna świecić lub migać podczas zasilania, spróbuj zwiększyć wartość R2 do 820 k, aż przestanie świecić. Jednak dioda LED 2 musi świecić, gdy czubek jest dotykany palcem.

Spróbuj również przeprowadzić test, dotykając sondy logicznej jednej z szyn zasilających, co musi spowodować zaświecenie odpowiednich diod LED i miganie diody LED PULSE, gdy sonda zostanie dotknięta do dodatniej linii DC.

W tej sytuacji dioda LOW deyction musi się zaświecić, jeśli nie, to R2 może być trochę za duży. Spróbuj 560k dla tego i sprawdź poprawioną odpowiedź, powtarzając powyższą procedurę.

Następnie wypróbuj źródło zasilania 15 V. Tak jak powyżej, wszystkie 3 diody LED muszą pozostać wyłączone.

Dioda LED wykrywania HIGH może świecić lekko słabo, gdy końcówka sondy jest odłączona. Jeśli jednak uznasz, że poświata jest zauważalnie wysoka, możesz spróbować zmniejszyć wartość R3 do 470 k, aby blask był ledwo zauważalny.

Ale po tym sprawdź ponownie obwód sondy logicznej z zasilaniem 5 V, aby upewnić się, że odpowiedź nie jest w żaden sposób zmieniona.

2) Prosty tester poziomu logiki i obwód wskaźnika

Oto prostszy obwód sondy testera poziomu logicznego, który może być bardzo przydatnym urządzeniem dla tych, którzy chcą często mierzyć poziomy logiczne obwodów cyfrowych.

Będąc obwodem opartym na układzie scalonym, jest zaimplementowany w technologii CMOS, jego aplikacja jest bardziej dedykowana do testowania obwodów wykorzystujących tę samą technologię.

Autor: R.K. Singh

Działanie obwodu

Moc dla proponowanych bramka logiczna tester jest pobierany z samego testowanego obwodu. Należy jednak uważać, aby nie odwrócić zacisków mocy, dlatego po podłączeniu należy ustawić kolory każdego z przewodów łączących, na przykład: kolor czerwony, dla przewodu łączącego się z napięciem dodatnim (CN2) i czarny kolor do przewodu, który idzie do 0 woltów. (CN3)

Szczegóły operacyjne sondy testera logicznego z IC 4001

Operacja jest bardzo prosta. Układ scalony 4001 CMOS posiada cztery dwuwejściowe bramki NOR, 3 diody LED i kilka elementów pasywnych zastosowanych w konstrukcji.

Wdrożenie również staje się kluczowe, aby było wygodne w stosowaniu podczas testowania, dlatego obwód drukowany powinien być w kształcie wydłużonym.

Patrząc na rysunek, widzimy, że sygnał czujnika jest podawany na zacisk CN1, który jest podłączony do bramki NOR, której wejścia są z kolei połączone jako bramka NOT lub falownik.

Odwrócony sygnał jest podawany na 2 diody LED. Dioda jest przełączana w zależności od poziomu napięcia (logiki) na wyjściu bramki.

Jeśli wejście ma wysoki poziom logiczny, pierwsza bramka przechodzi w stan niski aktywując czerwoną diodę LED.

Odwrotnie, jeśli wykryty poziom jest niski, sygnał jest wykrywany jako niski poziom, wyjście tej bramki jest następnie renderowane na wysokim poziomie, oświetlając zieloną diodę LED.

W przypadku, gdy sygnał wejściowy jest prądem zmiennym lub pulsuje (stale zmienia się poziom napięcia między wysokim a niskim), zapala się zarówno czerwona, jak i zielona dioda LED.

Aby potwierdzić, że może zostać wykryty sygnał pulsujący, zaczyna migać żółta dioda LED. To flashowanie jest wykonywane przy użyciu drugiej i trzeciej bramki NOR, C1 i R4, które działają jak oscylator.

Logika wyjściowa oscylatora jest stosowana do 4. bramki NOR podłączonej jako bramka falownika, która jest bezpośrednio odpowiedzialna za aktywację żółtej diody LED przez dany rezystor. Ten oscylator można zobaczyć w sposób ciągły wyzwalany przez wyjście pierwszej bramki NOR.

Schemat obwodu

Lista części dla opisanego powyżej obwodu sondy testera logicznego

- 1 układ scalony CD4001 (4 2-wejściowe bramki NOR w wersji CMOS)
- 3 diody LED (1 czerwona, 1 zielona, ​​1 żółta
- 5 rezystorów: 3 1K (R1, R2, R3), 1 2,2M (R5), 1 4,7M (R4)
- 1 brak kondensatora: 100 nF

3) Tester logiki za pomocą układu scalonego LM339

Nawiązując do następnego prostego obwodu sondy logicznej z 3 diodami LED poniżej, jest on zbudowany wokół 3 komparatorów z układu scalonego LM339.

Diody LED wskazują 3 różne stany poziomów napięć logiki wejściowej.

Rezystory R1, R2, R3 działają jak dzielniki rezystancyjne, które pomagają określić różne poziomy napięcia na sondzie wejściowej.

Potencjał wyższy niż 3 V powoduje, że wyjście IC1 A spada do stanu niskiego, włączając diodę LED „HIGH”.

Gdy wejściowy potencjał logiczny jest mniejszy niż 0,8 V, wyjście IC1 B staje się niskie, powodując zapalenie się D2.

W przypadku, gdy poziom sondy jest zmienny lub nie jest podłączony do żadnego napięcia, powoduje zaświecenie diody „FLOAT”.

Po wykryciu częstotliwości na wejściu włącza się diody LED „HIGH” i „LOW”, które wskazują na występowanie częstotliwości oscylacyjnej na wejściu.

Z powyższego wyjaśnienia możemy zrozumieć, że możliwe jest modyfikowanie poziomów wykrywania wejściowych napięć logicznych, po prostu odpowiednio dostosowując wartości R1, R2 lub R3.

Ponieważ układ scalony LM339 może pracować z wejściami zasilania do 36 V, oznacza to, że ta sonda logiczna nie jest ograniczona tylko do układów TTL, a raczej może być używana do testowania obwodów logicznych od 3 V do 36 V.