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ENCICLOPEDIA DE RADIOELECTRÓNICA E INGENIERÍA ELÉCTRICA Sonda-indicador para señales lógicas. Enciclopedia de radioelectrónica e ingeniería eléctrica.
Enciclopedia de radioelectrónica e ingeniería eléctrica. / Tecnología de medición A los lectores se les ofrece una sonda relativamente simple para comprobar el rendimiento de los circuitos lógicos, la presencia y la evaluación de la duración de las secuencias de pulsos. Esto, por supuesto, no es un osciloscopio, pero una representación visual tan simplificada de las señales lógicas a lo largo del tiempo suele ser muy útil cuando se trabaja con dispositivos digitales. Cualquiera que trabaje con chips CMOS o TTL necesita un dispositivo confiable, económico y fácil de usar para probar y ajustar dispositivos lógicos. El propósito de crear tal dispositivo fue perseguido por el autor al desarrollar su sonda lógica. Entonces, en un osciloscopio de matriz de pulsos [1], se proporciona la medición de amplitud. En realidad, esta propiedad no se requiere para detectar e indicar pulsos en microcircuitos TTL y CMOS comunes, y. excluyéndola a ella. puede simplificar significativamente el dispositivo, reducir sus dimensiones. El dispositivo, denominado por el autor como sonda-indicador lógico (en adelante, por brevedad, la sonda), le permite observar las señales lógicas desplegadas en el tiempo y tiene las siguientes características técnicas:
Es posible utilizar el dispositivo como una fuente de frecuencia estable. El principio de funcionamiento de la sonda es que los niveles lógicos de la señal de entrada se almacenan secuencialmente en el tiempo en el registro de desplazamiento y se muestran en el indicador. La sonda, cuyo diagrama esquemático se muestra en la fig. 1 consta de varias de las siguientes unidades funcionales. El oscilador de cristal maestro para una frecuencia de 1 MHz se fabrica en los elementos DD2.1, DD2.2. divisor de frecuencia - en microcircuitos DD4 y DD6. El dispositivo de control, que consta de un gatillo de arranque y una llave, se ensambla en los elementos DD1.3, DD1.4. El modelador de pulsos cortos está hecho en DD2.4-DD2.6 y C4, R4, el modelador de entrada está en DD1.1. Los registros de barrido en serie se ensamblan en microcircuitos DD3, DD5, DD7. El indicador es una línea de LEDs HL1 - HL24.
Mostrado en la fig. 1, el circuito del dispositivo corresponde a la variante de 24 cuentas, aunque el autor realizó una sonda indicadora de 48 cuentas y parte de la información anterior se refiere a esta última variante. Se logra un aumento en el número de lecturas mediante la introducción de registros y LED adicionales. El oscilador de cuarzo se ensambla según un esquema bien conocido. Los pulsos con una frecuencia de 1 MHz desde el pin 10 DD2.3 se alimentan a la entrada del SR (pin 2) de un contador BCD de cinco bits DD4. Se habilita en modo decimal utilizando el quinto dígito para aumentar el rango de barrido. Por lo tanto, el contador divide la frecuencia inicial por 10 y 20. Encender el contador de acuerdo con el esquema estándar no aseguró su funcionamiento estable. Por lo tanto, la entrada de control CN (pin 3) del medidor se conecta a la salida del tercer dígito (pin 12), como se recomienda en [2], a la entrada del elemento lógico DD1. Su otra entrada está conectada a un flip-flop RS controlado por el botón de inicio SB10. Cuando se presiona el botón, se permite el paso de pulsos de reloj a través de DD20. Luego estos pulsos son acortados por la cadena diferenciadora C100R200, formada por los inversores DD1.4-DD1 y alimentados a las entradas de sincronización de los registros DD1.4, DD4, DD4. Las señales lógicas investigadas se alimentan al inversor DD1.1 y, dependiendo de la posición del interruptor SA1. pasar a la entrada de la información del registro en forma directa o invertida. Cuando aparece un pulso de sincronización en los registros, el nivel lógico que está actualmente en efecto en su entrada se escribe en la primera celda (bit) del registro. Durante el registro de la lectura posterior, la información sobre las anteriores se transfiere a las celdas posteriores. Cada chip de registro de desplazamiento consta de dos secciones de cuatro bits. Por lo tanto, la entrada de información D (pin 15) de la siguiente sección se conecta a la salida (pin 10) del cuarto bit de la sección anterior. Así, tres chips de registro permiten almacenar 24 lecturas del nivel de la señal lógica. Dado que los chips CMOS tienen una corriente de salida mayor en el estado de registro. 0, Los LED están conectados entre las salidas de los microcircuitos y la fuente de alimentación más. Como es más común ver un nivel alto en un indicador luminoso, en modo de indicación directa (interruptor SA1 en posición "D") la señal de entrada es invertida por el elemento DD1.1. Cuando se presiona el botón SB1 ("Inicio"), la información se escribe en los registros, después de soltarlo, la grabación finaliza solo después de que el primero de los pulsos registrados llega al último bit del registro DD7 y bloquea el paso de pulsos de reloj cambiando el gatillo de arranque DD3, DD1.3 a través del capacitor C1.2 .XNUMX a la condición original. Al evaluar las lecturas del indicador, se debe tener en cuenta que los estados de los LED corresponden a los niveles lógicos a la entrada de la sonda en los momentos de llegada de los siguientes pulsos de reloj. Si el interruptor SA3 está en la posición "1 µs" y se encienden cinco LED seguidos, la duración del pulso es de unos 5 µs. Si todos los LED están encendidos, vaya a un período de barrido más largo. Se introdujo un interruptor adicional SA2 ("Control 0.1 ms") para controlar la operatividad del dispositivo. En este caso, los pulsos se alimentan a la entrada de la sonda desde la salida 11 del contador DD6. Tienen un ciclo de trabajo de 5, es decir, un registro está activo durante 20 ms. 1 y más 80 ms - log. 0. El zócalo XS1 en la versión descrita de la sonda de 24 cuentas se usa para emitir pulsos de control a los microcircuitos bajo prueba cuando se presiona el botón "Inicio". Un aumento en el número de LED permite lograr un aumento en la precisión de la medición de la duración del pulso. Un dispositivo de 48 cuentas requiere la adición de tres microcircuitos 564IR2 conectados de manera similar a los registros DD3, DD5, DD7 sin inversor de entrada. Una variante de la sonda con un indicador de 48 diodos dispuestos en dos líneas idénticas se puede utilizar como doble haz de 24 cuentas y como de un solo haz de 48 cuentas. Cuando las entradas principal y adicional (sin inversor) están conectadas para ver una señal y cuando una línea está encendida para ver la señal directa, y la segunda, la señal inversa, se muestra un pulso en el indicador, como en la pantalla del osciloscopio. . Al conectar la entrada de un bloque adicional de registros a la salida del bit 24 del registro, obtenemos un indicador de 48 conteos y el pulso se observa en la polaridad determinada por el interruptor SA1. Para trabajar con microcircuitos TTL, se requiere un voltaje de suministro estabilizado de 5 V. Sobre los detalles de construcción. La sonda utiliza LED AL102BM (en una caja de metal) y resistencias MLT 0,125. condensadores C2 - KM-6, C3 - KM-5b, C1 - K50-35 u otros de pequeño tamaño. Resonador de cuarzo - RG-06 a una frecuencia de 1000 kHz. Botones SA1, SA2 y SВ1 - MP7. Interruptor SAZ - MPN-1 de diez posiciones o similar. Zócalo XS1: de tamaño pequeño para un pin con un diámetro de 1 mm. Las piezas de repuesto con especificaciones adecuadas son posibles, lo que probablemente afectará las dimensiones de la PCB y el paquete. Los microcircuitos de tamaño pequeño de la serie 564 tienen cables planos. Al reemplazar los microcircuitos, es recomendable elegir la serie 164. No hay contadores IE561 en la serie K2, se reemplazan por un análogo de la serie K176. Aunque muchos microcircuitos de esta serie funcionan con un voltaje de 5 V, es necesaria una verificación preliminar de su rendimiento con una fuente de alimentación reducida. La frecuencia del oscilador maestro no debe exceder los 5 MHz, esta limitación está relacionada con la frecuencia de conmutación máxima para los chips CMOS. Sin embargo, uno debe ser consciente del posible inconveniente de contar la duración del pulso en un valor no múltiplo de la frecuencia del resonador y centrarse más en la práctica de medición. Por ejemplo, si a menudo tiene que medir pulsos de larga duración, entonces la frecuencia del generador puede elegirse por debajo de la especificada, y viceversa. La placa de circuito impreso para la sonda con 24 LED se muestra en la fig. 2. El tablero está hecho de lámina de fibra de vidrio de doble cara de 1 mm de espesor. Los agujeros de transición se perforan con un taladro con un diámetro de 0.6 mm. El tablero tiene dos agujeros con un diámetro de 3 mm. Uno - fijación, el segundo - para la extracción del zócalo; está unido a la cubierta superior de la caja. Cuatro orificios con un diámetro de 1 mm están diseñados para fijar botones MP7 con remaches de alambre de cobre.
El interruptor SA1 está instalado en el reverso de la placa, frente al interruptor SA2. Dos correderas para la fijación de los microinterruptores están mecanizadas con una lima de agujas de plástico. El resorte para el botón SВ1 está hecho de la placa de contacto del relé tipo RPU, el botón de inicio está hecho de textolita. En la fig. 3 muestra la placa de circuito impreso del indicador (para 24 LED) con la disposición de los elementos en él. Al instalar, primero instale los LED de esta manera. para que sus cajas no se toquen, las resistencias se sueldan desde el lado de los conductores impresos.
El cuerpo está pegado con resina epoxi de fibra de vidrio. Se hacen orificios en la carcasa para sujetar la sonda, los deslizadores, el interruptor y tres orificios para sujetar los tornillos. Se instalan de la siguiente manera: uno está en el centro y se fija una tabla con elementos, los otros dos están en los bordes. En el lugar donde se une la placa, hay una almohadilla de contacto a través de la cual el tornillo se conecta a un bus de alimentación común. Debajo de la tuerca de este tornillo, se adjunta un cable con una pinza de cocodrilo para conectar al cable común del dispositivo bajo prueba. El dispositivo se montó con cable MGTF-0,07. La placa se instala en la caja con los elementos hacia abajo, la placa de indicación se coloca encima sin sujetar y se presiona con su cubierta superior, que tiene orificios para los LED. La sonda se conecta a la fuente de alimentación con un cable MGTF-0,07. Literatura
Autor: N.Zaets, región de Belgorod
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