Prosta sonda logiczna

Logiczny schemat sondy do rozwiązywania problemów z obwodami cyfrowymi, opis jej możliwości i metod pracy z sondą.

Dobrze wiadomo, że do naprawy i ustanowienia elektronicznych obwodów cyfrowych jest to konieczne oscyloskop. Oczywiście teraz minęły czasy, kiedy trzeba było naprawiać duże komputery w fabrykach. Ale były na nim urządzenia do różnych celów mikrokontrolery, wyspecjalizowane mikroukłady, duża liczba urządzeń wykorzystujących mikroukłady cyfrowe o niewielkim stopniu integracji (nie wszystkim przedsiębiorstwom i organizacjom udało się pozyskać nowoczesny importowany sprzęt).

Niemożliwe jest obserwowanie procesów zachodzących w obwodach pulsacyjnych za pomocą konwencjonalnego avometru i wyciąganie wniosków na temat działania obwodu jako całości. Ale oscyloskop nie zawsze jest pod ręką. W takim przypadku opisana sonda logiczna może być nieocenioną pomocą.

W literaturze opisano wiele podobnych urządzeń, a wszystkie z nich w tym samym celu wciąż mają zupełnie inne parametry: niektóre z nich są po prostu niewygodne i niezrozumiałe w obsłudze. Takie sondy były produkowane przez przemysł krajowy do końca ubiegłego wieku.

Przez wiele lat miałem okazję korzystać z logicznej sondy, której konstrukcja została opisana poniżej. Układ okazał się niezawodny i łatwy w użyciu.

Główną różnicą między tym schematem a podobnymi jest minimalna liczba części o dość szerokich możliwościach. Jedną z cech obwodu jest obecność drugiego wejścia, które czasami pozwala obejść się bez oscyloskopu dwuwiązkowego.

Schemat elektryczny sondy logicznej

Opis koncepcji.

Zasilanie sondy (+ 5 V) odbywa się z badanego obwodu.

Badany sygnał jest doprowadzany do podstawy tranzystorów wejściowych VT1, VT2, zaprojektowanych w celu zwiększenia rezystancji wejściowej urządzenia. Dalej, przez diody VD1, VD2, sygnał przechodzi do elementy logiczne D1.2, D1.3, D1.4, które oświetlają czerwone i zielone diody LED.

Techniki pracy z sondą.

Świecenie czerwonej diody LED wskazuje obecność 1 jednostki logicznej na wejściu, a zielone - logiczne zero.

Dla opisanej sondy logiczne napięcie zerowe wynosi 0 ... 0,4 V, a napięcie jednostki logicznej wynosi 2,4 ... 5,0 V. Jeśli wejście 1 sondy nie jest nigdzie podłączone, obie diody LED są wyłączone.

W przypadku, gdy wejście 1 jest podłączone do testowanego obwodu, a obie diody LED są wyłączone, możemy założyć, że wystąpiła awaria. Ten poziom nazywa się „szarym”.

Oprócz wyświetlania logicznych poziomów zero i jeden, sonda może również wskazywać obecność impulsów. Do tych celów wykorzystywany jest binarny licznik D2, do którego wyjść podłączone są żółte diody LED HL1 ... HL4.

Wraz z nadejściem każdego impulsu stan licznika wzrasta o jeden. Jeśli częstotliwość powtarzania impulsów jest niewielka, możesz zobaczyć migające diody LED licznika, nawet jeśli puls trwający kilka mikrosekund pojawia się raz na sekundę lub nawet krócej. Taki proces można naprawić tylko za pomocą oscyloskopu - urządzenia dość drogiego i rzadkiego.

Gdy impulsy podążają z wysoką częstotliwością, wydaje się, że diody LED HL1 ... HL4 świecą nieprzerwanie, chociaż w rzeczywistości są oświetlone pulsami.

Ze względu na blask czerwonych i zielonych diod LED można w przybliżeniu ocenić kształt impulsów. Jeśli jasność obu diod LED jest taka sama, czas trwania impulsu (log. 1) jest równy czasowi przerwy (log. 0). Bardziej intensywne świecenie czerwonej diody LED wskazuje, że czas trwania impulsu (log. 1) jest dłuższy niż czas pauzy (log. 0) i odwrotnie.

Stosunek impulsu do pauzy może być taki, że zauważalna jest poświata tylko jednej diody LED. Ale jeśli w tym samym czasie licznik nadal liczy, to są impulsy.Przycisk S1 służy do resetowania licznika: jeśli po naciśnięciu i zwolnieniu diod HL1 ... HL4 zgasną i nie zmienią swojego stanu, wówczas nie będzie żadnych impulsów, a sonda po prostu wyświetli logiczny poziom zero lub jeden.

Kilka słów o szczegółach.

Diody VD1, VD2 można zastąpić dowolną pulsującą diodą małej mocy. Tylko w tym przypadku należy pamiętać, że VD1 musi być krzemem, a VD2 musi być germanem: to oni oddzielają poziom zero i jedność. Tranzystory mogą mieć dowolne indeksy alfabetyczne lub mogą zostać zastąpione przez KT3102 i KT3107.

Chipy można zastąpić importowanymi analogami: K155LA3 na SN7400N i K155IE5 na SN7493N.

Konstrukcja sondy jest dowolna, ale najlepiej jest to zrobić za pomocą obwodu drukowanego w postaci sondy, umieszczonego w odpowiedniej plastikowej obudowie.

Podczas pracy z sondą należy uważnie monitorować, aby nie podłączać zasilania do obwodów o napięciu większym niż 5 V, a także nie dotykać takich obwodów sondą pomiarową. Takie dotknięcia prowadzą do naprawy urządzenia.

Boris Aladyshkin