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ENCICLOPEDIA DELLA RADIOELETTRONICA ED ELETTRICA Sonda-indicatore per segnali logici. Enciclopedia dell'elettronica radio e dell'ingegneria elettrica
Enciclopedia della radioelettronica e dell'elettrotecnica / Tecnologia di misurazione Ai lettori viene offerta una sonda relativamente semplice per verificare le prestazioni dei chip logici, la presenza e la valutazione della durata delle sequenze di impulsi. Questo, ovviamente, non è un oscilloscopio, ma una rappresentazione visiva così semplificata dei segnali logici nel tempo è spesso molto utile quando si lavora con dispositivi digitali. Chiunque lavori con chip CMOS o TTL ha bisogno di uno strumento affidabile, economico e facile da usare per testare e ottimizzare i dispositivi logici. L'autore ha perseguito l'obiettivo di creare un dispositivo del genere durante lo sviluppo della sua sonda logica. Pertanto, l'oscilloscopio a matrice di impulsi [1] fornisce la misurazione dell'ampiezza. In realtà, questa proprietà non è necessaria per rilevare e indicare gli impulsi nei comuni microcircuiti TTL e CMOS e. esclusa lei. Puoi semplificare in modo significativo il dispositivo e ridurne le dimensioni. Il dispositivo, chiamato dall'autore sonda-indicatore logico (di seguito per brevità chiamata sonda), consente di osservare segnali logici dispiegati nel tempo ed ha le seguenti caratteristiche Caratteristiche tecniche:
È possibile utilizzare il dispositivo come sorgente di frequenza stabile. Il principio di funzionamento della sonda è che i livelli logici del segnale di ingresso vengono memorizzati sequenzialmente nel tempo in un registro a scorrimento e visualizzati sull'indicatore. La sonda, il cui schema schematico è mostrato in Fig. 1, è costituito da una pluralità delle seguenti unità funzionali. L'oscillatore al quarzo principale ad una frequenza di 1 MHz è realizzato utilizzando gli elementi DD2.1, DD2.2. divisore di frequenza - sui chip DD4 e DD6. Il dispositivo di controllo, costituito da un grilletto di avvio e una chiave, è assemblato sugli elementi DD1.3, DD1.4. Il formatore di impulsi brevi è realizzato su DD2.4-DD2.6 e C4, R4, il formatore di ingresso è realizzato su DD1.1. I registri di scansione seriale sono assemblati sui chip DD3, DD5, DD7. L'indicatore è una linea di LED HL1 - HL24.
Mostrato nella fig. 1 del dispositivo corrisponde alla versione a 24 conteggi, anche se l'autore ha realizzato una sonda indicatrice a 48 conteggi e alcune delle informazioni sopra riportate si riferiscono a quest'ultima opzione. Un aumento del numero di campioni si ottiene introducendo registri e LED aggiuntivi. L'oscillatore a cristallo è assemblato secondo un circuito ben noto. Gli impulsi con una frequenza di 1 MHz dal pin 10 di DD2.3 vengono forniti all'ingresso CP (pin 2) del contatore binario-decimale a cinque bit DD4. È abilitato in modalità decimale utilizzando la quinta cifra per aumentare la portata di scansione. Pertanto, il contatore divide la frequenza originale in 10 e 20. L'accensione del contatore secondo lo schema standard non ne garantiva il funzionamento stabile. Pertanto, l'ingresso di controllo CN (pin 3) del contatore è collegato all'uscita della terza cifra (pin 12), come raccomandato in [2].Gli impulsi con un periodo di 1, 10, 20, 100 o 200 micron sono fornito attraverso l'interruttore SAZ ("Sweep") all'ingresso dell'elemento logico DD1.4. L'altro ingresso è collegato a un trigger RS, controllato dal pulsante "Start" dell'SB1. Quando si preme il pulsante, gli impulsi di clock possono passare attraverso DD1.4. Successivamente questi impulsi vengono abbreviati dalla catena di differenziazione C4R4, formata dagli invertitori DD2.4-DD2.6 e fornita agli ingressi di sincronizzazione dei registri DD3, DD5, DD7. I segnali logici in esame vengono forniti all'inverter DD1.1 e, a seconda della posizione dell'interruttore SA1. passare al registro le informazioni immesse in forma diretta o invertita. Quando sui registri appare un impulso di sincronizzazione, il livello logico agente in quel momento al suo ingresso viene scritto nella prima cella (bit) del registro. Quando si registra un conteggio successivo, le informazioni su quelli precedenti vengono trasferite alle celle successive. Ciascun chip del registro a scorrimento è costituito da due sezioni da quattro bit. Pertanto, l'ingresso informazioni D (pin 15) della sezione successiva è collegato all'uscita (pin 10) della quarta cifra della sezione precedente. Pertanto, tre chip di registro consentono di memorizzare 24 campioni del livello del segnale logico. Poiché i chip CMOS hanno una corrente di uscita maggiore nello stato di registro. 0, I LED sono collegati tra le uscite dei microcircuiti e l'alimentatore plus. Poiché è più comune vedere un livello alto in un indicatore luminoso, nella modalità di indicazione diretta (interruttore SA1 in posizione “D”) il segnale di ingresso viene invertito dall'elemento DD1.1. Quando si preme il pulsante SB1 ("Start"), le informazioni vengono scritte nei registri; dopo il rilascio, la sua registrazione termina solo dopo che il primo degli impulsi registrati raggiunge l'ultima cifra del registro DD7 e blocca il passaggio degli impulsi di clock riportando il trigger di avvio DD3,DD1.3 attraverso il condensatore C1.2 .XNUMX al suo stato originale. Quando si valutano le letture dell'indicatore, è necessario tenere conto del fatto che gli stati dei LED corrispondono ai livelli logici all'ingresso della sonda nei momenti in cui arrivano i successivi impulsi di clock. Se l'interruttore SA3 è impostato su “1 μs” e si accendono cinque LED in fila, la durata dell'impulso è di circa 5 μs. Se tutti i LED sono accesi, è necessario passare a un periodo di scansione più ampio. Per controllare le prestazioni del dispositivo è stato introdotto un interruttore aggiuntivo SA2 ("Control 0.1 ms"). In questo caso, gli impulsi dal pin 11 del contatore DD6 vengono forniti all'ingresso della sonda. Hanno un ciclo di lavoro pari a 5, ovvero il log funziona per 20 ms. 1 e ulteriori 80 ms - log. 0. La presa XS1 nella versione descritta della sonda a 24 conteggi viene utilizzata per emettere impulsi di controllo ai microcircuiti da testare quando viene premuto il pulsante "Start". L'aumento del numero di LED consente di migliorare la precisione della misurazione della durata dell'impulso. Un dispositivo a 48 conteggi richiede l'aggiunta di tre microcircuiti 564Р2 collegati in modo simile ai registri DD3, DD5, DD7 senza inverter di ingresso. Una versione della sonda con un indicatore di 48 diodi disposti su due linee identiche può essere utilizzata come due raggi con 24 conteggi e come un raggio singolo con 48 conteggi. Quando si collegano gli ingressi principale e aggiuntivo (senza inverter) per visualizzare un segnale e quando si accende un righello per visualizzare il segnale diretto e il secondo - il segnale inverso, viene visualizzato un impulso sull'indicatore, come sullo schermo di un oscilloscopio. Quando colleghiamo l'ingresso di un blocco aggiuntivo di registri all'uscita del 24esimo bit del registro, otteniamo un indicatore per 48 conteggi e l'impulso viene osservato nella polarità determinata dall'interruttore SA1. Per funzionare con i microcircuiti TTL, è necessaria una tensione di alimentazione stabilizzata di 5 V. Informazioni sui dettagli del design. La sonda utilizza LED AL102BM (in una custodia metallica) e resistori MLT 0,125. condensatori C2 - KM-6, C3 - KM-5b, C1 - K50-35 o altri di piccole dimensioni. Risonatore al quarzo - RG-06 ad una frequenza di 1000 kHz. Pulsanti SA1, SA2 e SB1 - MP7. Commutatore SAZ - MPN-1 per dieci posizioni o simile. La presa XS1 è di piccole dimensioni per un perno con diametro di 1 mm. Sono possibili sostituzioni di parti con specifiche adeguate, che probabilmente influenzeranno le dimensioni del circuito e dell'alloggiamento. I circuiti integrati della serie 564 di piccole dimensioni hanno pin planari. Quando si sostituiscono i microcircuiti, è consigliabile scegliere la serie 164. La serie K561 non contiene contatori IE2, vengono sostituiti con un analogo della serie K176. Sebbene molti microcircuiti di questa serie funzionino con una tensione di 5 V, è necessario testare preventivamente le loro prestazioni a potenza ridotta. La frequenza dell'oscillatore principale non deve superare i 5 MHz; questa limitazione è dovuta alla frequenza di commutazione massima per i microcircuiti CMOS. Tuttavia, è necessario ricordare il possibile inconveniente di calcolare la durata dell'impulso con un valore non multiplo della frequenza del risonatore e concentrarsi maggiormente sulla pratica di misurazione. Ad esempio, se si devono misurare spesso impulsi di lunga durata, è possibile selezionare la frequenza del generatore al di sotto di quella specificata e viceversa. Il circuito stampato per una sonda con 24 LED è mostrato in Fig. 2. Il pannello è realizzato in fibra di vetro a doppia faccia spessa 1 mm. I fori di transizione sono stati praticati con una punta da 0.6 mm di diametro. La tavola ha due fori con un diametro di 3 mm. Uno serve per il fissaggio, il secondo serve per togliere la presa; è attaccato al coperchio superiore della custodia. Quattro fori con un diametro di 1 mm sono destinati al fissaggio dei pulsanti MP7 con rivetti in filo di rame.
L'interruttore SA1 è installato sul lato posteriore della scheda di fronte all'interruttore SA2. Due cursori per il fissaggio dei microinterruttori vengono ruotati con una lima in plastica. La molla del pulsante SB1 è ricavata dalla piastra di contatto di un relè di tipo RPU, il pulsante di avvio è realizzato in textolite. Nella fig. La figura 3 mostra il circuito stampato dell'indicatore (con 24 LED) con la disposizione degli elementi su di esso. Durante l'installazione, installare prima i LED in questo modo. in modo che i loro corpi non si tocchino, i resistori vengono saldati sul lato dei conduttori stampati.
Il corpo è incollato insieme con resina epossidica in fibra di vetro. L'alloggiamento è dotato di fori per il fissaggio della sonda, cursori, interruttore e tre fori per le viti di montaggio. Sono installati come segue: uno è al centro e su di esso è fissata una tavola con elementi, gli altri due sono ai bordi. Nella posizione di montaggio della scheda è presente un cuscinetto di contatto attraverso il quale la vite è collegata al bus di alimentazione comune. Un filo con una clip a coccodrillo è attaccato sotto il dado di questa vite per collegarsi al filo comune del dispositivo in prova. Il dispositivo è stato installato utilizzando il cavo MGTF-0,07. La scheda viene installata nella custodia con gli elementi rivolti verso il basso, il tabellone viene posizionato sopra senza fissaggio e pressato con il coperchio superiore, che presenta i fori per i LED. La sonda è collegata all'alimentazione con un filo MGTF-0,07. Letteratura
Autore: N.Zaets, regione di Belgorod
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