逻辑信号的探针指示器。方案、说明

逻辑信号的探头指示器。无线电电子电气工程百科全书

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为读者提供了一个相对简单的探头来检查逻辑电路的性能、脉冲序列的存在和评估。当然，这不是示波器，但随着时间的推移逻辑信号的这种简化的视觉表示在使用数字设备时通常非常有用。

任何使用 CMOS 或 TTL 芯片的人都需要一个可靠、便宜且易于使用的设备来测试和调整逻辑器件。创建这样一个设备的目的是作者在开发逻辑探针时所追求的。因此，在脉冲矩阵示波器[1]中，提供了幅度测量。实际上，在普通 TTL 和 CMOS 微电路中检测和指示脉冲不需要此属性。排除她。可以显着简化装置，减小其尺寸。

该设备被作者命名为逻辑探针指示器（以下简称探针），可以让您及时观察部署的逻辑信号，并具有以下功能： 技术特点:

记录脉冲的最小持续时间，µs......1
扫描采样点数......24 (48)
扫描时间分辨率，µs......1, 10, 20,100, 200
LED 关闭时的电流消耗（48 点），mA......6,5
所有 LED 亮起且 Upit = 5 V（48 点）时的电流消耗，mA......160
尺寸（不含针扫开关），mm......180x30x20
电源为网络适配器，稳定输出电压为5V和9V。

可以将该设备用作稳定的频率源。

探头的工作原理是输入信号的逻辑电平按时间顺序存储在移位寄存器中并显示在指示器上。

探头，其示意图如图1所示。图1由以下多个功能单元组成。频率为 2.1 MHz 的主晶体振荡器是在元件 DD2.2、DD4 上制成的。分频器 - 在微电路 DD6 和 DD1.3 上。控制装置由启动触发器和钥匙组成，组装在元件 DD1.4、DD2.4 上。短脉冲整形器在DD2.6-DD4和C4、R1.1上，输入整形器在DD3上。串行扫描寄存器组装在DD5、DD7、DD1微电路上。指示器是一排 LED HL24 - HLXNUMX。

（点击放大）

如图所示。如图1所示，该器件电路对应于24计数选项，尽管作者制作了48计数指示器探针并且上面给出的一些信息指的是后一种选项。读数数量的增加是通过引入额外的寄存器和 LED 来实现的。

石英振荡器是根据众所周知的方案组装的。来自引脚 1 DD10 的频率为 2.3 MHz 的脉冲被馈送到五位 BCD 计数器 DD2 的 SR（引脚 4）的输入端。它在十进制模式下启用，使用第五位数字来增加扫描范围。因此，计数器将初始频率除以10和20。根据标准方案打开计数器并不能确保其稳定运行。因此，按照[3]中的建议，计数器的控制输入 CN（引脚 12）连接到第三个数字（引脚 2）的输出。周期为 1、10、20、100 或 200 μA 的脉冲通过开关 SAZ（“扫描”）馈送到逻辑元件 DD1.4 的输入。其另一个输入连接到由启动按钮 SB1 控制的 RS 触发器。当按下该按钮时，允许时钟脉冲通过DD1.4。然后这些脉冲被反相器DD4-DD4形成的微分链C2.4R2.6缩短并馈送到寄存器DD3、DD5、DD7的同步输入。

所研究的逻辑信号被馈送到反相器DD1.1，并且取决于开关SA1的位置。以直接或反相形式传递到寄存器信息的输入端。当同步脉冲出现在寄存器上时，当前在其输入上有效的逻辑电平被写入寄存器的第一个单元（位）。在记录下一个读数期间，有关先前读数的信息将被传输到后续单元。每个移位寄存器芯片由两个四位部分组成。因此，下一段的信息输入D（引脚15）连接到上一段的第四位的输出（引脚10）。因此，三个寄存器芯片可以存储24个逻辑信号电平读数。

由于 CMOS 芯片在 log 状态下具有较大的输出电流。 0,

LED 连接在微电路的输出端和电源正极之间。由于在发光指示器中看到高电平更为常见，因此在直接指示模式（开关 SA1 位于“D”位置）下，输入信号由元件 DD1.1 反转。

当按下按钮SB1（“开始”）时，信息被写入寄存器，释放后，只有当记录的脉冲的第一个到达寄存器DD7的最后一位时，记录才结束，并阻止时钟脉冲的通过，通过电容器C3将开始触发器DD1.3、DD1.2切换到原始状态。

在评估指示器读数时，必须考虑到 LED 的状态与下一个时钟脉冲到达时探头输入端的逻辑电平相对应。如果 SA3 开关设置到“1 µs”位置并且五个 LED 连续点亮，则脉冲持续时间约为 5 µs。如果所有 LED 均亮起，请使用较长的扫描周期。

引入了一个附加开关 SA2（“控制 0.1 ms”）来控制设备的可操作性。在这种情况下，脉冲从计数器DD11的输出6馈送到探头的输入。它们的占空比为 5，即日志的活动时间为 20 毫秒。 1 以及进一步 80 毫秒 - 对数。 0。

所述1计数探头版本中的插座XS24用于在按下“开始”按钮时向被测微电路发出控制脉冲。

LED 数量的增加可以提高脉冲持续时间测量的精度。 48 计数器件需要添加三个 564IR2 微电路，其连接方式与寄存器 DD3、DD5、DD7 类似，无需输入反相器。探头的变体带有排列在两条相同线中的 48 个二极管的指示器，可用作双光束 24 计数和单光束 48 计数。当连接主输入和附加（无反相器）输入以查看一个信号，并且打开一条线路以查看直接信号和第二条线路（反相信号）时，指示器上会显示一个脉冲，就像在示波器屏幕上一样。当将附加寄存器块的输入连接到寄存器第 24 位的输出时，我们得到 48 个计数的指示器，并且以 SA1 开关确定的极性观察脉冲。

为了与 TTL 微电路配合使用，需要 5V 的稳定电源电压。

关于施工细节。该探头使用 AL102BM LED（金属外壳）和 MLT 0,125 电阻器。电容器C2-KM-6、C3-KM-5b、C1-K50-35或其他小尺寸。石英谐振器 - RG-06，频率为 1000 kHz。按钮 SA1、SA2 和 SВ1 - MP7。开关 SAZ - MPN-1 用于十个位置或类似位置。 XS1 插座 - 小尺寸，适用于直径为 1 mm 的插针。可以更换具有合适规格的零件，这可能会影响 PCB 和封装的尺寸。

564 系列的小尺寸微电路具有平面引线。更换微电路时，建议选择164系列，K561系列中没有IE2计数器，由K176系列的模拟计数器代替。尽管该系列的许多微电路在 5 V 电压下工作，但有必要在降低电源电压时对其性能进行初步检查。

主振荡器频率不应超过 5 MHz，此限制与 CMOS 芯片的最大开关频率有关。然而，人们应该意识到在谐振器频率的非倍数值下计算脉冲持续时间可能会带来不便，并更多地关注测量实践。例如，如果您经常需要测量持续时间较长的脉冲，则可以选择低于指定频率的发生器频率，反之亦然。

带有 24 个 LED 的探头的印刷电路板如图 2 所示。 1.板由0.6毫米厚的双面箔玻璃纤维制成。过渡孔用直径3mm的钻头钻出。板上有两个直径为 1 毫米的孔。一 - 固定，二 - 用于撤回巢；它固定在外壳的顶盖上。设计了四个直径为7毫米的孔，用于用铜丝铆钉固定MPXNUMX按钮。

逻辑信号的探头指示器

SA1 开关安装在与 SA2 开关相对的电路板背面。用于固定微动开关的两个滑块是用塑料针锉加工的。 SВ1按钮的弹簧由RPU型继电器的接触板制成；启动按钮由textolite制成。

上图。图3显示了指示器的印刷电路板（用于24个LED）及其上的元件布置。安装时，先这样安装LED。为了使它们的外壳不接触，然后从印刷导体的一侧焊接电阻器。

逻辑信号的探头指示器

本体采用玻璃纤维环氧树脂粘合。外壳上有用于紧固探头、滑块、开关的孔和三个用于紧固螺钉的孔。它们的安装方式如下：一个位于中心，上面固定有一块带有元件的板，另外两个位于边缘。在连接板的地方有一个接触垫，螺钉通过该接触垫连接到公共电源总线。在该螺钉的螺母下方，连接有一根带有鳄鱼夹的电线，用于连接到被测设备的公共电线。

该装置安装有 MGTF-0,07 线。该板安装在外壳中，元件朝下，指示板放在上面，无需紧固，并用顶盖压紧，顶盖上有 LED 孔。探头通过 MGTF-0,07 线连接到电源装置。

文学

Sergeev V. 脉冲矩阵示波器。 - 收音机。 1986 年，第 3 期，第 42 页。 45-XNUMX。
Biryukov S, A. 基于 MOS 的数字器件 - 集成电路。 - M.：无线电和通信。 1996 年。 22-24。
Shilo VL 流行的数字电路 - 车里雅宾斯克。冶金学，1989 年。

作者：N.Zaets，别尔哥罗德地区

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