Схема кмоп логический пробник с счетчиком импульсов. Простой логический пробник с тремя состояниями схема. Различные конструкции логических пробников
Самодельные приборы
Как известно для диагностики устройств, выполненных на логических элементах, применяют специальные приборы- логические пробники, показывающие уровни логических сигналов- "ноль" или "единица".
Чаще всего индикация логического уровня осуществляется при помощи отдельных светодиодов, но гораздо удобнее использовать семисегментный индикатор, который будет показывать или "0" или "1". Схема такого логического пробника показана на рисунке.
Данный пробник отражает три состояния: сигнал лог.1, сигнал лог.0 и отсутствие какого либо цифрового сигнала. Информация выводится на индикатор АЛС324. Питается устройство от источника постоянного тока напряжением 9 Вольт.
Для усиления входного сигнала служит элемент DD1.1 и DD1.3 микросхемы DD1, элемент DD1.2 используется в качестве устройства сравнения. Транзистор VT1 выполняет роль ключа. Так как для питания микросхемы необходимо 5 вольт, то в схеме применен стабилитрон VD1 на 5 Вольт.
Работа пробника
Подадим на вход пробника сигнал лог1. Транзистор VT1 откроется в результате чего на входе 9 элемента DD 1.2 появится сигнал лог.0, а состояние элементов DD 1.1 и DD 1.3 не изменится и соответственно на выходе 1 элемента DD 1.3 будет лог.1. Так как на входе 8 элемента DD 1.2 лог.1, на входе 9 - лог.0, то выходе 10 появится лог.1 и сегмент «g» индикатора погаснет. В результате чего на индикаторе останутся гореть только сегменты «b» и «c» изображая единицу.
Теперь подадим на вход пробника лог.0. В этом случае транзистор VT1 будет находиться в запертом состоянии, а элементы DD 1.1 и DD 1.3 сменят свое состояние на противоположное, и как следствие на выходе 1 элемента DD 1.3 и выходе 8 элемента DD 1.2 появится лог.0. В результате чего на индикаторе будут гореть сегменты «a», «b», «c», «d», «e», «f» изображая логический ноль.
Если же на входе пробника будет отсутствовать какой-либо цифровой сигнал, то транзистор VT1 будет заперт и соответственно на входе 9 элемента DD 1.2 будет высокий уровень. Такой же уровень будет и на входах 5 и 6 элемента DD 1.1, что в свою очередь приведет к появлению на выходе 1 элемента DD 1.3 высокого уровня. В результате на индикаторе будут гореть сегменты «b», «c», «g».
Настройка. Так как резистор R11 и стабилитрон VD1 являются стабилизатором напряжения, то следует выставить при помощи резистора R11 напряжение в 5 вольт. Резистором R3, при отсутствии сигнала на щупах, устанавливают свечение сегмента «g».
О деталях. Транзистор КТ601, КТ603, КТ608. Индикатор АЛС324Б или аналогичный индикатор с общим анодом, например, АЛС321Б или АЛС338Б. Стабилитрон КС156А или КС147А.
Схема логического пробника для отыскания неисправностей цифровых схем, описание его возможностей и приемов работы с пробником.
Общеизвестно, что для ремонта и налаживания электронных цифровых схем необходим . Конечно, сейчас прошли те времена, когда приходилось на заводах ремонтировать большие ЭВМ. Зато появились устройства различного назначения на , специализированных микросхемах, большое количество устройств с использованием цифровых микросхем малой степени интеграции (еще не все предприятия и организации успели приобрести современное импортное оборудование).
Обычным авометром невозможно увидеть процессы, происходящие в импульсных схемах и сделать выводы о работе схемы в целом. Но осциллограф под рукой может оказаться не всегда. Вот в этом случае может оказать неоценимую помощь описываемый логический пробник.
Подобных устройств в литературе было описано немало и все они при одинаковом назначении все-таки имеют совершенно разные параметры: есть такие, что просто неудобны и непонятны в работе. Такие пробники выпускались отечественной промышленностью до конца прошлого века.
Много лет мне довелось пользоваться логическим пробником, конструкция которого описана ниже. Схема показала себя надежной и удобной в работе.
Основное отличие данной схемы от подобных - минимальное количество деталей при достаточно широких возможностях. Одной из особенностей схемы является наличие второго входа, что иногда позволяет обходиться без двулучевого осциллографа.
Описание принципиальной схемы.
Питание пробника (+5В) осуществляется от проверяемой схемы.
Исследуемый сигнал поступает на базы входных транзисторов VT1, VT2, предназначенных для увеличения входного сопротивления прибора. Далее, через диоды VD1, VD2 сигнал проходит на D1.2, D1.3, D1.4, которые зажигают красный и зеленый светодиоды.
Приемы работы с пробником.
Свечение красного светодиода говорит о наличии на входе 1 логической единицы, а зеленого - логического нуля.
Для описываемого пробника напряжение логического нуля 0…0,4В, а логической единицы 2,4…5,0В. Если вход 1 пробника никуда не подключен, оба светодиода погашены.
В том случае, когда вход 1 подключен к проверяемой схеме, и оба светодиода погашены, можно предположить, что есть неисправность. Такой уровень называется «серым».
Кроме показа логических уровней нуля и единицы пробник также может показывать наличие импульсов. Для этих целей служит двоичный счетчик D2, к выходам которого подсоединены светодиоды HL1…HL4 желтого цвета.
С приходом каждого импульса состояние счетчика увеличивается на единицу. Если частота следования импульсов невелика, то можно увидеть мигание светодиодов счетчика, даже если импульс длительностью несколько микросекунд появляется раз в секунду или еще реже. Такой процесс можно зафиксировать только с помощью запоминающего осциллографа - прибора достаточно дорогого и редкого.
Когда импульсы следуют с высокой частотой, кажется, что светодиоды HL1…HL4 светятся непрерывно, хотя на самом деле зажигаются импульсами.
По характеру свечения красного и зеленого светодиодов можно приблизительно оценить форму импульсов. Если яркость свечения обоих светодиодов одинакова, то длительность импульса (лог.1) равна длительности паузы (лог.0). Более интенсивное свечение красного светодиода говорит о том, что длительность импульса (лог.1) больше, чем длительность паузы (лог.0) и наоборот.
Соотношение импульса и паузы может быть таким, что заметно свечение только лишь одного светодиода. Но если при этом счетчик продолжает считать, то значит идут импульсы. Для сброса счетчика используется кнопка S1: если после ее нажатия и отпускания светодиоды HL1…HL4 погасли и своего состояния не изменяют, то импульсов нет, а пробник показывает просто логический уровень нуля или единицы.
Несколько слов о деталях.
Диоды VD1, VD2 могут быть заменены любыми импульсными маломощными диодами. Только при этом следует помнить, что VD1 должен быть кремниевым, а VD2 обязательно германиевым: именно они разделяют уровень нуля и единицы. Транзисторы могут быть с любыми буквенными индексами, либо заменены на КТ3102 и КТ3107.
Микросхемы могут быть заменены импортными аналогами: К155ЛА3 на SN7400N, а К155ИЕ5 на SN7493N.
Конструкция пробника произвольна, но лучше всего выполнить его с помощью печатного монтажа в виде щупа, поместив в подходящий пластмассовый корпус.
При работе с пробником необходимо внимательно следить за тем, чтобы не подключить питание к цепям с напряжением более 5В, а также не касаться таких цепей измерительным щупом. Подобные касания приводят к ремонту прибора.
Логический пробник — это по сути измерительный прибор, неотъемлемая часть лаборатории специалиста по цифровой технике, определяющий наличие логических уровней на выводах ТТЛ микросхем и помогающий радиолюбителям при ремонте и конструкторам при отладке их радиоэлектронных устройств.
Логический пробник
Предлагаемый логический пробник прост и надежен, индицирует не только логические «0» и «1», но и промежуточные состояния.
На поверку схему можно упростить, исключив «лишние» элементы, тем самым увеличив привлекательность устройства для радиолюбителей.
Логический ТТЛ-пробник с расширенными возможностями
Приводится описание схемы и конструкции несложного пробника на четыре логических уровня, позволяющий также фиксировать одиночные импульсы и импульсные последовательности, и имеющий в своем составе встроенный генератор, который помогает проводить проверку работы счетчиков.
Счетчик в качестве пробника-частотомера
Предлагаемый вариант пробника для определения логических уровней ТТЛ-логики наглядно показывает динамику происходящих процессов в исследуемых устройствах и позволяет оценивать частоту контролируемого сигнала (до 2 МГц), скважность, число импульсов; с помощью логического пульсатора (генератора импульсов) возможно проверять регистры, счетчики.
Логический пробник на АЛС342Б
Статья является своеобразным справочным листком и повествует о знакосинтезирующих индикаторах, их характеристиках и классификации. Так же приводится схема логического пробника на десятичном индикаторе АЛС342Б, его описание и конструкция.
Подборка схем и конструкций простых самодельных логических пробников. Все рассмотренные схемы настолько просты и состоят из достаточно дешевых компонентов, что они доступны для повторения даже начинающим радиолюбителям
Схема на микроконтроллере дополнена входным каскадом согласующим TTL уровни с уровнями микроконтроллера PIC12F683.
Этот входной состоит из делителя напряжения на компонентах VD1, R5 и VD2. Предназначенный для установки опорного напряжения (2,8 В) на входе микропроцессора в случаи отсутствия сигнала на входе пробника. Если логического сигнал обнаружен, произойдет падение напряжения и эту разницу PIC12F683 определит как высокий или низкий уровень TTL. Блок индикации состоит из трех светодиодов: HL2- высокий импеданс, HL1 логическая 1, HL3 логический ноль. , узнаете прочитав статью, а прошивку, и рисунок печатной платы можете скачать чуть выше нажав на зеленую стрелочку, рядом с заголовком.
Логический пробник на транзисторах |
Первый пробник, который мы предлагаем вам изготовить, предназначен тем, кто не рискует сразу приступить к работе с цифровыми интегральными схемами.
Схема пробника состоит из усилителя (транзистор VT1), согласующего входные параметры пробника с параметрами исследуемой цепи, и двух электронных ключей на транзисторах VT2-VT3, в коллекторную цепь которых включены светодиоды, служащие для индикации уровней входных сигналов.
Режим работы транзистора VT1 выбран таким, чтобы при отсутствии сигнала на входе пробника на его коллекторе все время поддерживалось напряжение, достаточное для открывания транзистора VT2. Малое сопротивление цепи эмиттер - коллектор этого транзистора шунтирует светодиод HL1, и он не светится. Одновременно определенный уровень напряжения на эмиттере транзистора VT1 поддерживает транзистор VT3 в закрытом состоянии, поэтому его коллекторный ток недостаточен для загорания светодиода HL2.
При поступлении на вход пробника уровня 0 транзистор VT1 закрывается, напряжение на коллекторе возрастает и запирает транзистор VT2. Сопротивление цепи коллектор - эмиттер перестает шунтировать светодиод HL1, и он загорается, сигнализируя о наличии уровня 0 на входе пробника.
При поступлении на вход пробника уровня 1 транзистор VT1 открывается, напряжение на его коллекторе уменьшается и отпирает транзистор VT2. Малое сопротивление цепи коллектор - эмиттер открытого транзистора шунтирует светодиод HL1, и он гаснет.
Одновременно возрастание эмиттерного тока открытого транзистора VT1 вызывает увеличение падения напряжения на резисторе R3, в связи с чем транзистор VT3 открывается. Его коллекторный ток увеличивается, и светодиод HL2 загорается, индицируя наличие уровня 1 на входе пробника.
Если на вход пробника поступает последовательность импульсов, то светодиоды попеременно вспыхивают, сигнализируя о поступлении на вход пробника импульсных сигналов.
Налаживая пробник, подбором сопротивления резистора R1 добиваются отсутствия свечения светодиодов в исходном состоянии. Затем подбором сопротивления резистора R6 добиваются загорания светодиода HL2 при поступлении логической 1 на вход пробника, а изменением сопротивления резистора R2 устанавливают режим работы транзистора VT2.
В пробнике можно использовать любые маломощные кремниевые транзисторы соответствующей структуры (например, КТ315, КТ342, КТ361 и т. д.), кремниевый импульсный диод (например, КД503, КД509, КД510) и светодиоды любого типа.
При уровне логической единицы будет загораться красный светодиод, а в случае логического нуля – зеленый. Если щуп пробника ни к чему не подсоединен, то оба светодиода не горят. А если подключен к исследуемой схеме, это свидетельствует о том, что имеется неисправность в работе устройства.
Помимо индикации информации о логических уровнях, пробник можно использовать для фиксации наличия импульсов на его входе. Для этого и используется двоичный счетчик К155ИЕ2, к выходам которого подсоединены светодиоды желтого свечения. С поступлением каждого последующего импульса состояние счетчика меняется на единицу. Если исследуемый сигнал обладает небольшой частотой, то светодиоды будут светится даже при импульсах с малой длительностью.
По типу свечения зеленого и красного светодиода можно условно предполагать о форме импульсов и их частоте.
Логический пробник с цифровой индикацией на АЛС324Б |
Входной сигнала усиливается DD1.1 и DD1.3, на элемент DD1.2 собрано устройство сравнения. Транзистор в этой схеме работает только в ключевом режиме. Для стабилизации напряжения в схеме применен стабилитрон 5-ти вольтовый.
Если на вход пробника поступает сигнал логической единицы транзистор открывается в результате чего на девятом входе DD 1.2 установится сигнал логического нуля, а на входе 8 элемента логическая единица, то десятом выходе установится логическая единица и сегмент g индикатора потухнет. А на индикаторе останутся светится только сегменты b и c выводя единицу.
Если на вход пробника поступает логический ноль. В этом случае транзистор закроется, а элементы DD 1.1 и DD 1.3 переключатся, и как следствие на выходе 2 элемента DD 1.3 и входе 8 элемента DD 1.2 появится ноль. А на сегментном индикаторе будут гореть сегменты a, b, c, d, e, f изображая логический ноль.
Если на входе пробника не будет никакого сигнала, то транзистор будет закрыт, а на цифровом индикаторе будут гореть сегменты b, c, g.
Этот логический пробник выдает информацию о входных сигналах в цифровой форме и поэтому гораздо более удобен в работе. Его схема (рис.12) содержит цифровую интегральную схему, что обеспечивает надежность работы пробника и точность его показаний. Схема этого пробника состоит из двух основных узлов: входного каскада на транзисторах VT1, VT2, включенных по схеме эмиттерных повторителей, для повышения входного сопротивления пробника, и выходных усилителей и коммутаторов нагрузки (индикатор HG1) на элементах 2И-НЕ (DD1.1 - DD1.4). Кроме того, следует отметить, что используемый светодиодный знакосинтезирующий индикатор HG1 имеет общий катод, подключенный к общей шине, поэтому свечение его сегментов происходит при подаче уровня 1 на соответствующие аноды.
Работает пробник следующим образом, при подаче напряжения сразу же начинает светится сегмент h светодиодного индикатора.
Если сигнала на входе пробника нет, то транзисторы VT1 и VT2 закрыты. Поэтому на входе логического элемента DD1.1 присутствует уровень 0, обеспечиваемый падением напряжения на резисторе R1, а на входах логических элементов DD1.2 - DD1.4 - уровень 1. На выходах этих элементов присутствуют уровень 0, и сегменты индикатора HG1 поэтому не светятся.
При появлении на входе пробника сигнала, соответствующего уровню 1, транзистор VT1 открывается и на вход элемента DD1.1 поступает уровень 1. На выходе этого элемента появляется уровень 0, который в свою очередь вызывает появление на выходе элемента DD1.2 уровня 1, и сегменты b и с индикатора HG1 загораются, индицируя цифру «1». Остальные сегменты в это время не горят, так как на выходе элементов DD1.3 и DD1.4 сохраняются уровни 0.
Если на вход пробника поступает напряжение, соответствующее уровню 0, то транзистор VT2 открывается, a VT1 закрывается. При этом на входах элементов DD1.3, DD1.4 и выходе 6 элемента DD1.2 появляются уровни 0. Появление уровня 1 на выходах элементов DD1.3, DD1.4 вызывает свечение сегментов а, b, с, d, е, f индикатора HG1, образующих цифру «0».
Если на вход пробника поступают импульсы с частотой до 25 Гц, то на выходе элемента DD1.2 присутствует уровень 1, а на выходах элементов DD1.3 и DD1.4 чередование уровней 1 и 0 с такой же частотой, что вызывает чередование свечения цифр «1» и «0» на индикаторе HG1, сигнализирующее о наличии импульсов в контролируемой цепи.
При большей частоте входных импульсов на величине напряжения, поступающего на сегмент d индикатора HG1, начинает сказываться емкость конденсатора C1.
Он на какое-то время «запоминает» уровень напряжения, имеющего среднюю величину между уровнем 0 и уровнем 1, в связи с чем яркость свечения сегмента d уменьшается. При этом на индикаторе наблюдается свечение буквы П, свидетельствующее о наличии последовательности импульсов в контролируемой цепи. В пробнике используются резисторы типа МЛТ 0,125 и конденсатор типа К50-6. Вместо интегральной схемы указанного типа можно использовать другую- К155ЛА11, К155ЛА13. Транзистор VT1- любой маломощный кремниевый. Транзистор VT2 может быть как кремниевым, так и германиевым, но в первом случае необходимо в качестве VD2 использовать германиевый диод, например Д9, ГД507 с любым буквенным индексом.
Логический пробник на двух транзисторах и светодиодах |
У этой схемы пробника в качестве индикатора имеются два светодиода включенные встречно-параллельно. Если на щуп поступает логическая единица открывается VT1 и загорается первый светодиод. При подаче логического нуля открывается VT2 и загорается другой светодиод.
Учитывая небольшие размеры схемы в качестве корпуса был взят старый маркер, а для еще большей минимизации я использовал SMD светодиоды которые припаял на кусочек текстолита соединил обе части обычным гибким монтажным проводом