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ENZYKLOPÄDIE DER FUNKELEKTRONIK UND ELEKTROTECHNIK Sondenanzeige für logische Signale. Enzyklopädie der Funkelektronik und Elektrotechnik
Lexikon der Funkelektronik und Elektrotechnik / Messtechnik Den Lesern wird eine relativ einfache Sonde zur Überprüfung der Leistung von Logikchips, des Vorhandenseins und der Auswertung der Dauer von Impulssequenzen angeboten. Dabei handelt es sich natürlich nicht um ein Oszilloskop, aber eine solche vereinfachte visuelle Darstellung logischer Signale im Zeitverlauf ist bei der Arbeit mit digitalen Geräten oft sehr nützlich. Jeder, der mit CMOS- oder TTL-Chips arbeitet, benötigt ein zuverlässiges, kostengünstiges und benutzerfreundliches Tool zum Testen und Optimieren von Logikgeräten. Das Ziel, ein solches Gerät zu schaffen, verfolgte der Autor bei der Entwicklung seiner Logiksonde. Somit ermöglicht das Pulsmatrix-Oszilloskop [1] die Amplitudenmessung. In Wirklichkeit ist diese Eigenschaft für die Erkennung und Anzeige von Impulsen in gängigen TTL- und CMOS-Mikroschaltungen nicht erforderlich. sie ausschließen. Sie können das Gerät erheblich vereinfachen und seine Abmessungen reduzieren. Das vom Autor als logischer Sondenindikator bezeichnete Gerät (im Folgenden der Kürze halber als Sonde bezeichnet) ermöglicht die Beobachtung logischer Signale im zeitlichen Verlauf und verfügt über Folgendes technische Eigenschaften:
Es ist möglich, das Gerät als stabile Frequenzquelle zu verwenden. Das Funktionsprinzip der Sonde besteht darin, dass die logischen Pegel des Eingangssignals zeitlich sequentiell in einem Schieberegister gespeichert und auf dem Anzeigegerät angezeigt werden. Die Sonde, deren schematisches Diagramm in Abb. dargestellt ist. 1, besteht aus mehreren der folgenden Funktionseinheiten. Der Master-Quarzoszillator mit einer Frequenz von 1 MHz besteht aus den Elementen DD2.1, DD2.2. Frequenzteiler - auf DD4- und DD6-Chips. Das Steuergerät, bestehend aus einem Startauslöser und einem Schlüssel, ist auf den Elementen DD1.3, DD1.4 aufgebaut. Der Kurzimpulsformer erfolgt auf DD2.4-DD2.6 und C4, R4, der Eingangsformer erfolgt auf DD1.1. Serielle Scanregister sind auf den Chips DD3, DD5, DD7 montiert. Der Indikator ist eine Reihe von LEDs HL1 – HL24.
In Abb. dargestellt. 1 Diagramm des Geräts entspricht der Version mit 24 Zählern, obwohl der Autor eine Indikatorsonde mit 48 Zählern erstellt hat und sich einige der oben angegebenen Informationen auf die letztere Version beziehen. Eine Erhöhung der Sampleanzahl wird durch die Einführung zusätzlicher Register und LEDs erreicht. Der Quarzoszillator ist nach einer bekannten Schaltung aufgebaut. Impulse mit einer Frequenz von 1 MHz von Pin 10 von DD2.3 werden dem CP-Eingang (Pin 2) des Fünf-Bit-Binär-Dezimalzählers DD4 zugeführt. Die Aktivierung erfolgt im Dezimalmodus mit der fünften Ziffer, um den Sweep-Bereich zu vergrößern. Somit teilt der Zähler die ursprüngliche Frequenz in 10 und 20. Das Einschalten des Zählers gemäß dem Standardschema stellte seinen stabilen Betrieb nicht sicher. Daher wird der Steuereingang CN (Pin 3) des Zählers mit dem Ausgang der dritten Ziffer (Pin 12) verbunden, wie in [2] empfohlen. Es handelt sich um Impulse mit einer Periode von 1, 10, 20, 100 oder 200 Mikrometern über den SAZ-Schalter („Sweep“) dem Eingang des Logikelements DD1.4 zugeführt. Sein anderer Eingang ist mit einem RS-Trigger verbunden, der über die „Start“-Taste SB1 gesteuert wird. Wenn die Taste gedrückt wird, können Taktimpulse durch DD1.4 geleitet werden. Dann werden diese Impulse durch die Differenzierungskette C4R4 verkürzt, die von den Invertern DD2.4-DD2.6 gebildet und den Synchronisationseingängen der Register DD3, DD5, DD7 zugeführt wird. Die zu untersuchenden logischen Signale werden dem Wechselrichter DD1.1 zugeführt und abhängig von der Stellung des Schalters SA1. Geben Sie die eingegebenen Informationen direkt oder invertiert an das Register weiter. Wenn in den Registern ein Synchronisationsimpuls erscheint, wird der zu diesem Zeitpunkt an seinem Eingang wirkende logische Pegel in die erste Zelle (Bit) des Registers geschrieben. Bei der Aufzeichnung einer nachfolgenden Zählung werden Informationen über die vorherigen in die nachfolgenden Zellen übertragen. Jeder Schieberegisterchip besteht aus zwei Vier-Bit-Abschnitten. Daher wird der Informationseingang D (Pin 15) des nächsten Abschnitts mit dem Ausgang (Pin 10) der vierten Ziffer des vorherigen Abschnitts verbunden. Somit ermöglichen drei Registerchips die Speicherung von 24 Abtastwerten des logischen Signalpegels. Da CMOS-Chips im Log-Zustand einen größeren Ausgangsstrom haben. 0, LEDs werden zwischen den Ausgängen der Mikroschaltungen und dem Netzteil-Plus angeschlossen. Da bei einer leuchtenden Anzeige häufiger ein hoher Pegel zu sehen ist, wird im Direktanzeigemodus (Schalter SA1 in Position „D“) das Eingangssignal durch das Element DD1.1 invertiert. Beim Drücken der Taste SB1 („Start“) werden Informationen in die Register geschrieben; nach dem Loslassen endet deren Aufzeichnung erst, wenn der erste der aufgezeichneten Impulse die letzte Ziffer des Registers DD7 erreicht und den Durchgang von Taktimpulsen blockiert indem der Starttrigger DD3,DD1.3 über den Kondensator C1.2 in seinen ursprünglichen Zustand geschaltet wird. Bei der Beurteilung der Anzeigewerte müssen Sie berücksichtigen, dass die Zustände der LEDs den logischen Pegeln am Eingang der Sonde zum Zeitpunkt des Eintreffens der nächsten Taktimpulse entsprechen. Steht der Schalter SA3 auf „1 μs“ und leuchten fünf LEDs hintereinander, beträgt die Impulsdauer etwa 5 μs. Wenn alle LEDs leuchten, müssen Sie zu einer größeren Sweep-Periode wechseln. Um die Leistung des Geräts zu steuern, wurde ein zusätzlicher Schalter SA2 („Control 0.1 ms“) eingeführt. In diesem Fall werden Impulse von Pin 11 des DD6-Zählers dem Eingang der Sonde zugeführt. Sie haben einen Arbeitszyklus von 5, d. h. das Protokoll arbeitet 20 ms lang. 1 und weitere 80 ms - log. 0. Die XS1-Buchse in der beschriebenen Version der 24-Count-Sonde dient dazu, beim Drücken der „Start“-Taste Steuerimpulse an die zu testenden Mikroschaltungen abzugeben. Durch die Erhöhung der Anzahl der LEDs lässt sich die Genauigkeit der Pulsdauermessung verbessern. Ein 48-Zähler-Gerät erfordert das Hinzufügen von drei 564Р2-Mikroschaltungen, die ähnlich wie die Register DD3, DD5, DD7 ohne Eingangsinverter verbunden sind. Eine Version der Sonde mit einem Indikator aus 48 Dioden, die in zwei identischen Zeilen angeordnet sind, kann als Zweistrahl mit 24 Zählern und als Einstrahl mit 48 Zählern verwendet werden. Wenn Sie die Haupt- und Zusatzeingänge (ohne Wechselrichter) anschließen, um ein Signal anzuzeigen, und wenn Sie ein Lineal einschalten, um das Direktsignal und das zweite - das Umkehrsignal - anzuzeigen, wird auf der Anzeige wie auf dem Bildschirm ein Impuls angezeigt eines Oszilloskops. Wenn wir den Eingang eines zusätzlichen Registerblocks mit dem Ausgang des 24. Bits des Registers verbinden, erhalten wir einen Indikator für 48 Zählungen und der Impuls wird in der durch den SA1-Schalter bestimmten Polarität beobachtet. Um mit TTL-Mikroschaltungen arbeiten zu können, ist eine stabilisierte Versorgungsspannung von 5 V erforderlich. Zu den Designdetails. Die Sonde verwendet AL102BM-LEDs (in einem Metallgehäuse) und MLT 0,125-Widerstände. Kondensatoren C2 - KM-6, C3 - KM-5b, C1 - K50-35 oder andere kleine. Quarzresonator - RG-06 mit einer Frequenz von 1000 kHz. Tasten SA1, SA2 und SB1 – MP7. Schalter SAZ - MPN-1 für zehn Positionen oder ähnlich. Die XS1-Buchse ist klein dimensioniert für einen Stift mit einem Durchmesser von 1 mm. Der Austausch von Teilen mit geeigneten Spezifikationen ist möglich, was sich wahrscheinlich auf die Abmessungen der Leiterplatte und des Gehäuses auswirkt. Kleine ICs der Serie 564 verfügen über planare Pins. Beim Austausch von Mikroschaltungen empfiehlt es sich, die Serie 164 zu wählen. Die Serie K561 enthält keine IE2-Zähler, sie werden durch ein Analogon der Serie K176 ersetzt. Obwohl viele Mikroschaltungen dieser Serie mit einer Spannung von 5 V arbeiten, ist eine vorläufige Prüfung ihrer Leistung bei reduzierter Leistung erforderlich. Die Frequenz des Master-Oszillators sollte 5 MHz nicht überschreiten; diese Einschränkung ist auf die maximale Schaltfrequenz für CMOS-Chips zurückzuführen. Allerdings sollte man sich an die möglichen Unannehmlichkeiten der Berechnung der Pulsdauer bei einem nicht-vielfachen Wert der Resonatorfrequenz erinnern und sich mehr auf die Messpraxis konzentrieren. Wenn Sie beispielsweise häufig lang anhaltende Impulse messen müssen, kann die Generatorfrequenz niedriger als die angegebene gewählt werden und umgekehrt. Die Leiterplatte für eine Sonde mit 24 LEDs ist in Abb. dargestellt. 2. Die Platte besteht aus doppelseitiger Glasfaserfolie mit einer Dicke von 1 mm. Die Übergangslöcher wurden mit einem Bohrer mit einem Durchmesser von 0.6 mm gebohrt. Das Brett hat zwei Löcher mit einem Durchmesser von 3 mm. Einer dient zum Befestigen, der zweite zum Entfernen der Fassung; Es wird an der oberen Abdeckung des Gehäuses befestigt. Vier Löcher mit einem Durchmesser von 1 mm sind für die Befestigung von MP7-Knöpfen mit Nieten aus Kupferdraht vorgesehen.
Der Schalter SA1 ist auf der Rückseite der Platine gegenüber dem Schalter SA2 installiert. Zwei Schieber zur Befestigung von Mikroschaltern werden mit einer Kunststofffeile gedreht. Die Feder für den SB1-Knopf besteht aus der Kontaktplatte eines RPU-Relais, der Startknopf aus Textolith. In Abb. Abbildung 3 zeigt die Leiterplatte der Anzeige (mit 24 LEDs) mit der Anordnung der Elemente darauf. Installieren Sie bei der Installation zunächst die LEDs wie folgt. Damit sich ihre Körper nicht berühren, werden seitlich an die Leiterbahnen Widerstände angelötet.
Der Körper ist mit Epoxidharz aus Glasfaser verklebt. Das Gehäuse verfügt über Löcher zur Befestigung von Sonde, Schiebern und Schalter sowie drei Löcher für Befestigungsschrauben. Sie werden wie folgt installiert: Eines befindet sich in der Mitte, darauf wird ein Brett mit Elementen befestigt, die anderen beiden befinden sich an den Rändern. Am Montageort der Platine befindet sich ein Kontaktpad, über das die Schraube mit dem gemeinsamen Strombus verbunden wird. Unter der Mutter dieser Schraube wird ein Kabel mit einer Krokodilklemme befestigt, um es mit dem gemeinsamen Kabel des zu testenden Geräts zu verbinden. Das Gerät wurde mit MGTF-0,07-Draht installiert. Die Platine wird mit den Elementen nach unten in das Gehäuse eingebaut, die Anzeigetafel wird ohne Befestigung darauf gelegt und mit der oberen Abdeckung, die Löcher für die LEDs aufweist, verpresst. Die Sonde wird mit einem MGTF-0,07-Kabel an die Stromversorgung angeschlossen. Literatur
Autor: N.Zaets, Gebiet Belgorod
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