Jednoduchá logická sonda

Schéma logické sondy pro odstraňování problémů s digitálními obvody, popis jejích schopností a metod práce se sondou.

Je dobře známo, že pro opravu a zavedení elektronických digitálních obvodů je to nezbytné osciloskop. Samozřejmě, že tyto dny jsou pryč, když bylo nutné opravit velké počítače v továrnách. Ale existovaly zařízení pro různé účely mikrokontroléry, specializované mikroobvody, velké množství zařízení využívajících digitální mikroobvody s malým stupněm integrace (ne všechny podniky a organizace dokázaly koupit moderní dovážená zařízení).

Je nemožné vidět procesy probíhající v pulzních obvodech s konvenčním avometrem a vyvodit závěry o fungování obvodu jako celku. Osciloskop však není vždy po ruce. V tomto případě může být popsaná logická sonda neocenitelnou pomocí.

V literatuře bylo popsáno mnoho podobných zařízení a všechna z nich za stejným účelem mají stále úplně odlišné parametry: s některými, které jsou prostě nepohodlné a nepochopitelné, se kterými lze pracovat. Takové sondy byly vyráběny domácím průmyslem až do konce minulého století.

Po mnoho let jsem měl možnost použít logickou sondu, jejíž návrh je popsán níže. Obvod se osvědčil jako spolehlivý a snadno použitelný.

Hlavním rozdílem mezi tímto schématem a podobnými je minimální počet dílů s poměrně širokými možnostmi. Jednou z vlastností obvodu je přítomnost druhého vstupu, který vám někdy umožní obejít se bez osciloskopu se dvěma paprsky.

Schéma elektrické logické sondy

Popis pojmu.

Napájení sondy (+ 5 V) se provádí z testovaného obvodu.

Studovaný signál je veden do základny vstupních tranzistorů VT1, VT2, určených ke zvýšení vstupního odporu zařízení. Dále, prostřednictvím diod VD1, VD2, signál prochází logické prvky D1.2, D1.3, D1.4, které osvětlují červené a zelené LED diody.

Techniky pro práci se sondou.

Záře červené LED indikuje přítomnost 1 logické jednotky na vstupu a zelená - logická nula.

Pro popsanou sondu je logické nulové napětí 0 ... 0,4 V a napětí logické jednotky je 2,4 ... 5,0 V. Pokud vstup 1 sondy není nikde připojen, obě LED diody nesvítí.

V případě, že je na testovaný obvod připojen vstup 1 a obě LED diody nesvítí, můžeme předpokládat, že došlo k poruše. Tato úroveň se nazývá „šedá“.

Kromě zobrazování logických úrovní nula a jedna může sonda také indikovat přítomnost pulzů. Pro tyto účely se používá binární čítač D2, na jehož výstupy jsou připojeny žluté LED HL1 ... HL4.

S příchodem každého pulzu se stav čítače zvyšuje o jeden. Pokud je frekvence opakování pulsu nízká, můžete vidět blikající diody LED počítadla, i když se puls trvající několik mikrosekund objeví jednou za sekundu nebo i méně. Takový proces lze opravit pouze pomocí úložného osciloskopu - zařízení poměrně drahého a vzácného.

Když impulsy následují při vysoké frekvenci, zdá se, že LED HL1 ... HL4 svítí nepřetržitě, i když jsou skutečně osvětleny pulzy.

Podle povahy záře červené a zelené LED diody lze přibližně odhadnout tvar pulzů. Je-li jas obou LED diod stejný, pak se doba trvání impulzu (log. 1) rovná době trvání pauzy (log. 0). Intenzivnější záře červené LED indikuje, že doba trvání pulzu (log. 1) je delší než doba pauzy (log. 0) a naopak.

Poměr pulsu k pauze může být takový, že záře pouze jedné LED je znatelná. Pokud ale současně počítadlo pokračuje v počítání, jsou zde impulsy.Tlačítko S1 se používá k vynulování čítače: pokud po stisknutí a uvolnění LED HL1 ... HL4 zhasnou a nezmění svůj stav, pak neexistují žádné pulzy a sonda jednoduše zobrazuje logickou úroveň nula nebo jedna.

Pár slov o detailech.

Diody VD1, VD2 lze nahradit libovolnými pulzními nízkoenergetickými diodami. Pouze v tomto případě je třeba mít na paměti, že VD1 musí být křemík a VD2 musí být germanium: jsou to oni, kdo oddělují úroveň nula a jednoty. Tranzistory mohou být s libovolným indexem písmen nebo nahrazeny KT3102 a KT3107.

Čipy lze nahradit importovanými analogy: K155LA3 na SN7400N a K155IE5 na SN7493N.

Konstrukce sondy je libovolná, ale nejlépe se provádí pomocí tištěného obvodu ve formě sondy, umístěného ve vhodném plastovém pouzdře.

Při práci se sondou musíte pečlivě sledovat, abyste nepřipojili napájení k obvodům s napětím vyšším než 5 V a aby se tyto obvody nedotýkaly měřicí sondou. Takové dotyky vedou k opravě zařízení.

Boris Aladyshkin