Логический пробник с обнаружением импульсов: 8 шагов

2024 Автор: John Day | [email protected]. Последнее изменение: 2024-01-30 11:52

ДВУХТРАНЗИСТОРНЫЙ ЗОНД LOGC, представленный jazzzzz

www.instructables.com/id/Two-Transistor-Logic-Probe/

прост - но не глуп - он очень хорошо работает, определяя логический уровень TTL и CMOS. Основной проблемой при тестировании цифровых схем является обнаружение импульсов и сбоев. ДВУХТРАНЗИСТОРНЫЙ ЗОНД LOGC

• выходит из строя на частотах выше 500 кГц и
• глюка 1мс не видно.

Шаг 1: обнаружение импульсов

Схема, состоящая из полевого МОП-транзистора, двух диодов, двух конденсаторов, светодиода и резистора, решает эту проблему.

Если датчик обнаруживает импульс, светодиод будет гореть 1 секунду. Хорошая новость: он обнаруживает одиночный импульс до 100 нс.

Шаг 2: как это работает

Передний фронт импульса нагружает два конденсатора через C1 - D3 - C2. Напряжение на C2 возрастает намного больше, чем на C1. Напряжение на C2 - это напряжение затвора полевого МОП-транзистора. MOSFET включается, и загорается светодиод.

Конденсатор С1 разряжается током утечки диода D3. MOSFET отключается, когда C2 разряжается.

Спад входного сигнала разряжает C1 через диод D2.

Время не очень хорошо определено, потому что оно зависит от диода D3. Может потребоваться замена конденсаторов: нет С2 и / или С1 = 100пФ. Резистор на 20 МОм может решить проблему, но его нелегко купить.

Шаг 3: Тестирование детектора импульсов на хлебной доске

На изображении справа показан импульсный детектор.

Светодиод почти горит. Это потому, что схема очень чувствительна. Мы должны поставить резистор между входом и землей.

Подключив вход к положительному источнику, загорится светодиод на одну секунду. Это время зависит от конденсатора С2. Схема все еще работает без C2. Светодиод загорится короче. Причина - емкость затвора полевого МОП-транзистора.

Если на входе есть импульсы, светодиод горит постоянно. При частоте ниже 1 Гц он мигает.

Он по-прежнему горит на частоте 20 МГц.

74HC00 на левой стороне генерирует очень короткие импульсы.

Шаг 4: Тестирование очень короткого импульса

Нам нужна схема, генерирующая очень короткие импульсы.

Мы используем два логических элемента NAND 74HC00. Логический элемент IC2A инвертирует вход T. Второй вентиль не равен ((не T) и T). Он всегда равен 1. Логическому элементу IC2A требуется некоторое время, чтобы сгенерировать свой результат. Если T был 0 и меняется на 1, то IC2A на короткое время остается 1, а вентиль IC2B на короткое время получает 1 на обоих входах. IC2B генерирует короткий всплеск 0. Диапазон этого пика составляет 10 нс.

Профессиональный детектор спайков обнаружит пик величиной 10 нс, кроме нашего. Мы можем растянуть пик, используя конденсатор C2 = 100pF на выходе IC2A. Тогда пик составляет около 200 нс.

Наш детектор пиков обнаруживает пики длительностью 200 нс.

Шаг 5: Улучшенный двухтранзисторный логический пробник

Логический пробник jazzzzz

www.instructables.com/id/Two-Transistor-Log…

может быть улучшена.

Вставляем еще один резистор и стабилитрон (D1).

Стабилитрон ограничивает напряжение до 3,3 В. Тогда светодиоды никогда не гаснут при напряжении выше 4 В. Стабилитрон улучшает обнаружение НИЗКОГО.

U0 = Uz - Uled - Ube = 3,3 В - 2,2 В - 0,6 В = 0,5 В

Это значение находится в диапазоне от 0,4 В до 0,8 В для низкого уровня TTL. Напряжение на зеленом светодиоде составляет 2,2 В.

ВЫСОКИЙ уровень зависит от напряжения красного светодиода и

U1 = Uled + Ube = 1,8 В + 0,6 В = 2,4 В.

Это высокий уровень TTL.

Стабилитрон 3.3V важен. Могут использоваться ZF3.3, BZX79-C3V3, 1N5226B или 1N4728A.

Шаг 6: Собираем все вместе

Если мы соединим детектор импульсов и транзисторный логический пробник, мы получим полезный логический пробник. Светодиод LED4 вставлен не только для защиты LED3 от обратной полярности, но и для индикации этого.

Схема логического пробника разработана для BC337 и BC327. Плоская сторона транзисторов находится на плате компьютера. 2N4401 и 2N4403 тоже будут работать, но расположение контактов обратное. Таким образом, они должны быть вставлены круглой стороной вниз.

Логический пробник построен на плате vero и помещен в прозрачную термоусадочную трубку.

Шаг 7: Результаты

Логический зонд

• очень дешево, всего несколько центов
• работает от 3В до 12В

• определяет уровни TTL и CMOS

  • Низкий при 3,3 В = 0,5 В
  • Низкий при 5,5 В = 0,7 В
  • Высокий при 3 В до 12 В = 2,2 В
• защищен от обратного напряжения до 12В и
• входное напряжение от -12 В до +12 В

• обнаруживает

  • Низкий / высокий (зеленый / красный светодиод) до 100 кГц при 3,3 В и 500 кГц при 5 В
  • одиночные импульсы до 200 нс
  • частоты до 20 МГц (синий светодиод)

• рисует

  • ток питания менее 7 мА при 5 В
  • входной ток менее 25 мкА
• имеет входную емкость около 150 пФ.

Шаг 8: дополнительная информация

Вы можете получить дополнительную информацию (на немецком языке) о логических пробниках

Очень простой логический пробник 2 светодиода и 2 резистора:

• Логический пробник, определяющий 10 нс:

  praktische-elektronik.dr-k.de/Projekte/Log…

• Как обнаружить шипы:

  praktische-elektronik.dr-k.de/Praktikum/Dig…