ЛОГИЧЕСКИЕ ПРОБНИКИ

Логический пробник, разработан­ный москвичом С. Бирюковым

Предназначен для индикации импульсов, амплитуда которых имеет «нормальную» величину, т. е. напряже­ния вершин превышают 2.4 В. а осно­вания лежат ниже 0,4 В. Индикация осуществляется в виде знаков «О» и «1», которые указывают соответствую­щие уровни. Точка индицирует наличие импульсов.

Схема пробника приведена на рис. I. На входе включен резистор R1. предо­храняющий пробник от перегрузок. Эмнттерные повторители VI и V2 слу­жат для уменьшения нагрузки на про­веряемый каскад, а также для сдвига порога переключения логических эле­ментов DI.1 и D1.2. Дополнительный сдвиг достигается включением крем­ниевого диода V3 и германиевого V5. В результате при входном напряжении выше 2,4 В элемент Dl.1 включается и зажигается сегмент d семисегментного индикатора HI, индицируется знак «1» (при боковом положении индикатора). При напряжении ниже 2.4 В элемент D1.1 закрывается, сегмент d гаснет. При снижении входного напряжения ниже 0.4 В выключается элемент D1.2, включается DI.3 и зажигаются четыре сегмента (a, b, g, f) индикатора и индицируется знак «0».

При наличии импульсов на входе пробника триггер на элементах D2.I и DI.4 переключается в моменты до­стижения напряжения на входе поро­говых величин (0,4 и 2.4 В). В момент перехода напряжения на входе пробни­ка из состояния «1» в состояние «0» на входе элемента совпадения D2.2 кратковременно появляются две логи­ческие «1», элемент D2.2 включается и короткий (порядка 70 нc) отрицатель­ный импульс с его выхода запускает ждущий мультивибратор на элементах D2.3 и D2 4. Выходной сигнал мульти­вибратора вызывает свечение точки индикатора.

Если амплитуда входных импульсов ниже нормальной, триггер не переклю­чается и точка индикатора не све­тится.

Диод V6 служит для зашиты микро­схем при включении питания в непра­вильной полярности.

Пробник смонтирован на печатной плате с размерами 7.5x80 мм (рис. 2).

 Выводы большинства элементов, рас­положенных на одной стороне печат­ной платы.загнуты через край платы и подпаяпы к контактным площадкам, находящимся с обратной стороны платы. Игла-щуп впаяна в паз печат­ной платы. Конденсатор С2 состоит из двух соединенных параллельно конден­саторов К53-16 по 10 мкФ.

В пробнике можно применить транзи­сторы КТ361 и КТ373 с любыми бук­венными индексами, возможно приме­нение и других кремниевых вькокочастогных транзисторов соответствующе­го типа проводимости. Диоды можно заменить на любые маломощные крем­ниевые (V3 V4) и германиевые (V5, Vб). микросхемы — на аналогичные других ТТЛ серий. 

Исследовать логи­ческие устройства в статическом и ди­намическом режимах позволяет проб­ник, предложенный Н. Пастушенко и А. Жижченко (г Киев).

 Принцппиальная схема пробника изображена иа рис. 3.

При отсутствии сигнала на входе элемента DI.1 — низкий логический уровень, на входах элементов D1.2, D1.3 D1.4 — высокий. Сегменты индикатора не светятся. Если на вход пробника поступает уровень, соответствующий логической «1», то на выходе элемента DI.I будет логический «О», на выходе D1.2 — логическая «1», элементы D1. 3 и D1. 4 остаются в первоначальном состоянии. При этом све­тятся сегменты b и с и индицируется цифра «1». Когда на входе пробника будет логический «О», то на выходе элементов DI.2, D1.3 и D1.4 будет вы­сокий логический уровень и будут све­титься сегменты а Ь, с, d, е, f.

При подаче на вход пробника им­пульсов с частотой до 25 Г ц чередова­ние цифр «О» и «1» различимо глазом. При частотах свыше 25 Гц начинает сказываться влияние конденсатора С1. В результате яркость свечения сег­мента d резко уменьшается и индици­руется буква «П», обозначающая по­следовательность импульсов с высокой частотой на входе пробника.

Пробник питается непосредственно от испытуемого устройства. При нали­чии питания +5 В светится сегмент А (точка).

В пробнике использованы резисторы МЛТ-0,125. конденсаторы К50-6. Вместо микросхемы K133ЛA8 можно приме­нить микросхему К155ЛА8.

На рис. 4 изображено расположе­ние деталей на печатной плате из дву­стороннего фольгированного стекло­текстолита, а на рис. 5 — чертежи обеих сторон печатной платы. Внешний вид пробника показан на фотографии (рис. 6)

 

Пробник с достаточно большим вход­ным сопротивлением и высокой четко­стью срабатывания при определенных уровнях входного напряжения предло­жен В. Пиратинским и С. Шахновским из Москвы.

 Зона перехода из состоя­ния, при котором индикаторный светодиод горит с полной яркостью, в состоя­ние, при котором светодиод ие горит, составляет 30 мВ для верхней границы логического уровня «0» (-0,4 В) и 80 мВ для нижней границы логиче­ского уровня «I» (+2,4 В).

Пробник отличается малой потреб­ляемой энергией от источника пита­ния проверяемого устройства, состав­ляющей не более 12 мА.

На рис. 7 приведена принципиальная электрическая схема пробника. Она состоит из двух независимых пороговых схем, одна из которых соответствует уровню «0». а другая — уровню «I».

Когда напряжение на входе пробника имеет величину от 0 до +0,4 В. транзи­сторы V7 и V8 пороговой схемы «1» закрыты и красный светодиод V5 не горит. В пороговой схеме «0» транзи­стор V9 закрыт, а транзистор VI0 открыт и горит зеленый светодиод V6. индицируя наличие логического уров­ня «0».

При потенциале на входе пробника от +0,4 В до +2.3 В транзисторы V7 и V8 по-прежнему закрыты, транзи­стор V9 открыт, а V10 закрыт. При этом оба светодиода не горят. То же самое наблюдается, если на входе пробника нет сигнала.

Отсутствие индикации, таким обра­зом. свидетельствует о том. что потен­циала на входе нет или же он имеет промежуточное значение по отношению к логическим уровням.

При напряжении на входе пробника выше +2,3 В открываются транзисто­ры V7, V8 пороговой схемы «I» (V7, V8 полностью открыты при потенциале выше +2,4 В) и загорается красный светодиод V5, индицируя наличие логического уровня "1". Пороговая схема «0» при этом находится в прежнем со­стоянии. Диоды VI —V4 служат для повышения напряжения, при котором срабатывает пороговая схема «I»

Коэффициент передачи тока h21э транзисторов должен быть не менее 400. Диоды VI—V4 КД103 (К102) бескорпусиые. Все резисторы ОМЛТ 0,125 — 5%.

Налаживают пробник с помощью делителя напряжения, подключенного к источнику +5 В, подавая на вход пробника требуемый уровень напряжения.

Изменением величины сопротивле­ния резистора R7 добиваются погасания зеленого светодиода V6 при уровне входного напряжения 0,4 В, а измене­нием сопротивления резистора R5 — зажигания красного светодиода V5 при уровне входного напряжения +2,4 В. Для удобства регулировки резисторы R5. R7 можно временно заменить пере­менными.

Пробник, разработанный москвичом В. Копыловым,

 также обладает высо­ким входным сопротивлением (Rвх = 200 кОм). но в отличие от пробника В. Пиратииского и С. Шахновского ре­гистрирует и импульсы. Он имеет за­щиту от перенапряжений по входу (до ±250 В) и от неправильного вклю­чения полярности питания.

Принципиальная схема пробника приведена на рис. 8

 Через резистор RI сигнал поступает на затвор полево­го транзистора V3 через ограничитель входного напряжения на диодах VI. V2. С выхода истокового повторителя сиг­нал подается на эмиттерные повтори-ели, выполненные на транзисторах V4 и V5, которые уменьшают влиянне входов микросхем друг на друга и сдви­гают уровни сигналов, поступающих на элементы D1. 1, D1. 2. При указанных на схеме номиналах резисторов R2—R5 , пороговые напряжения срабатывания "1" и "2" равны соответственно 0,4 В и 2,4 В. Для использовании пробника при контроле цепей с другими порого­выми напряжениями необходимо по­добрать эти резисторы. При входном напряжении, превышающем пороговое напряжение логической «I» на выхо­дах элементов D1.1 и D2.2, появляется логический «0» и светится сегмент d светодиодного индикатора Н1 (инди­цируется знак «1»). При напряжении на входе ниже порогового напряжения логического «0» на выходе D1.2 появ­ляется логическая «1». на выходе D2.1 — логический «0» и зажигаются через резистор R10 — сегмент f, через резистор R11 и диод V6 — сегменты а, Ь, g (индицируется знак «0»), Если напряжение на входе находится в про­межутке между пороговыми напряже­ниями логических «0» и «I» (проме­жуточный уровень), то логические «I» на выходах D2.1 и D2.2 вызывают появление «0» на выходе D2.3 и све­тятся сегменты с. Ь, g (индицируется зна1 «П»). Конденсаторы С2. С.3 устра­няют возбуждение при переходных режимах.

Обнаружение импульсов основано на запуске одновибратора по фронту и спаду каждого входного импульса. Отрицательные импульсы для запуска ждущего мультивибратора, выполнен­ного на элементах D1.4, D2. 4, С5 и RI3, формируются на выходе элемента D2.3 каждый раз, когда входной сигнал переходит из «0» в «1» и обратно, при­чем их длительность зависит от дли­тельности фронта и спада входных им­пульсов. К выходу ждущего мульти­вибратора подключен сегмент «точка», который вспыхивает дважды на каж­дый входной импульс при частоте сле­дования последних менее 20 Гц и при достаточной их длительности. При ча­стоте следования входных импульсон более 20 Гц вспышки сливаются в не­прерывное свечение. При входном сиг­нале. близком к меандру, одновремен­но с точкой индицируются знаки «0» и «I». причем их относительная яр­кость зависит от скважности импуль­сов. При большой или маленькой скваж­ности индицируется только один из этих знаков.

Пробник собран на двусторонней печатной плате из фольгированного стеклотекстолита толщиной 1,5 мм. Расположение проводников со сторо­ны деталей показано на рис. 9, а с про­тивоположной стороны — на рис. 9. б.

В пробнике применены микросхемы серии К155, резисторы МЛТ-0,125, конденсаторы КМ5а (С2. СЗ), КМ6 (С/, С4) и К53-4 (С5, С6).