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ENCICLOPÉDIA DE RÁDIO ELETRÔNICA E ENGENHARIA ELÉTRICA Sonda-indicador para sinais lógicos. Enciclopédia de rádio eletrônica e engenharia elétrica
Enciclopédia de eletrônica de rádio e engenharia elétrica / Tecnologia de medição Os leitores recebem uma sonda relativamente simples para verificar o desempenho dos chips lógicos, a presença e avaliação da duração das sequências de pulso. Obviamente, este não é um osciloscópio, mas uma representação visual simplificada de sinais lógicos ao longo do tempo costuma ser muito útil ao trabalhar com dispositivos digitais. Qualquer pessoa que trabalhe com chips CMOS ou TTL precisa de uma ferramenta confiável, barata e fácil de usar para testar e ajustar dispositivos lógicos. O autor perseguiu o objetivo de criar tal dispositivo ao desenvolver sua sonda lógica. Assim, o osciloscópio de matriz de pulso [1] fornece medição de amplitude. Na realidade, esta propriedade não é necessária para detectar e indicar pulsos em microcircuitos TTL e CMOS comuns, e. excluindo ela. Você pode simplificar significativamente o dispositivo e reduzir suas dimensões. O dispositivo, chamado pelo autor de indicador de sonda lógica (doravante denominado sonda por questões de brevidade), permite observar sinais lógicos desdobrados no tempo e possui o seguinte características técnicas:
É possível usar o dispositivo como uma fonte de frequência estável. O princípio de operação da ponta de prova é que os níveis lógicos do sinal de entrada são armazenados sequencialmente no tempo em um registrador de deslocamento e exibidos no indicador. A sonda, cujo diagrama esquemático é mostrado na Fig. 1, consiste em uma série das seguintes unidades funcionais. O oscilador mestre de quartzo na frequência de 1 MHz é feito usando os elementos DD2.1, DD2.2. divisor de frequência - em chips DD4 e DD6. O dispositivo de controle, composto por um gatilho de partida e uma chave, é montado nos elementos DD1.3, DD1.4. O modelador de pulso curto é feito em DD2.4-DD2.6 e C4, R4, o modelador de entrada é feito em DD1.1. Os registros de varredura serial são montados nos chips DD3, DD5, DD7. O indicador é uma linha de LEDs HL1 - HL24.
Mostrado na Fig. 1 diagrama do dispositivo corresponde à versão de 24 contagens, embora o autor tenha feito uma sonda indicadora de 48 contagens e algumas das informações fornecidas acima se refiram à última versão. Um aumento no número de amostras é conseguido através da introdução de registros e LEDs adicionais. O oscilador de cristal é montado de acordo com um circuito bem conhecido. Pulsos com frequência de 1 MHz do pino 10 do DD2.3 são fornecidos à entrada CP (pino 2) do contador binário-decimal de cinco bits DD4. É habilitado no modo decimal usando o quinto dígito para aumentar a faixa de varredura. Assim, o contador divide a frequência original em 10 e 20. Ligar o contador conforme esquema padrão não garantiu seu funcionamento estável. Portanto, a entrada de controle CN (pino 3) do contador é conectada à saída do terceiro dígito (pino 12), conforme recomendado em [2]. Pulsos com período de 1, 10, 20, 100 ou 200 mícrons são fornecido através da chave SAZ ("Sweep") para a entrada do elemento lógico DD1.4. Sua outra entrada é conectada a um trigger RS, controlado pelo botão “Start” do SB1. Quando o botão é pressionado, os pulsos do clock podem passar pelo DD1.4. Em seguida, esses pulsos são encurtados pela cadeia diferenciadora C4R4, formada pelos inversores DD2.4-DD2.6 e alimentada nas entradas de sincronização dos registros DD3, DD5, DD7. Os sinais lógicos em estudo são fornecidos ao inversor DD1.1 e, dependendo da posição da chave SA1. passar para a entrada de informações do cadastro de forma direta ou invertida. Quando um pulso de sincronização aparece nos registradores, o nível lógico que atua naquele momento em sua entrada é gravado na primeira célula (bit) do registrador. Ao registrar uma contagem subsequente, as informações sobre as anteriores são transferidas para as células subsequentes. Cada chip de registrador de deslocamento consiste em duas seções de quatro bits. Portanto, a entrada de informação D (pino 15) da próxima seção é conectada à saída (pino 10) do quarto dígito da seção anterior. Assim, três chips de registro permitem armazenar 24 amostras do nível do sinal lógico. Como os chips CMOS têm uma corrente de saída maior no estado de log. 0, Os LEDs são conectados entre as saídas dos microcircuitos e o plus da fonte de alimentação. Como é mais comum ver um nível alto em um indicador luminoso, no modo de indicação direta (chave SA1 na posição “D”) o sinal de entrada é invertido pelo elemento DD1.1. Quando o botão SB1 (“Iniciar”) é pressionado, as informações são gravadas nos registradores; após ser liberado, sua gravação só termina após o primeiro dos pulsos registrados atingir o último dígito do registrador DD7 e bloquear a passagem dos pulsos de clock mudando o gatilho de partida DD3, DD1.3 através do capacitor C1.2 .XNUMX para seu estado original. Ao avaliar as leituras dos indicadores, é necessário levar em consideração que os estados dos LEDs correspondem aos níveis lógicos na entrada da sonda nos momentos de chegada dos próximos pulsos de clock. Se a chave SA3 estiver definida para “1 μs” e cinco LEDs acenderem em sequência, a duração do pulso será de cerca de 5 μs. Se todos os LEDs estiverem acesos, será necessário passar para um período de varredura maior. Para controlar o desempenho do dispositivo, foi introduzida uma chave adicional SA2 (“Controle 0.1 ms”). Neste caso, os pulsos do pino 11 do contador DD6 são fornecidos à entrada da ponta de prova. Eles possuem um ciclo de trabalho de 5, ou seja, o log opera por 20 ms. 1 e mais 80 ms - log. 0. O soquete XS1 na versão descrita da sonda de 24 contagens é usado para emitir pulsos de controle aos microcircuitos que estão sendo testados quando o botão “Iniciar” é pressionado. Aumentar o número de LEDs permite melhorar a precisão da medição da duração do pulso. Um dispositivo de 48 contagens requer a adição de três microcircuitos 564R2 conectados de forma semelhante aos registros DD3, DD5, DD7 sem inversor de entrada. Uma versão da sonda com indicador de 48 diodos dispostos em duas linhas idênticas pode ser usada como dois feixes com 24 contagens e como feixe único com 48 contagens. Quando você conecta as entradas principal e adicional (sem inversor) para visualizar um sinal e quando você liga uma régua para visualizar o sinal direto e a segunda - o sinal inverso, um pulso é exibido no indicador, como na tela de um osciloscópio. Ao conectar a entrada de um bloco adicional de registros à saída do 24º bit do registro, obtemos um indicador de 48 contagens, e o pulso é observado na polaridade determinada pela chave SA1. Para trabalhar com microcircuitos TTL, é necessária uma tensão de alimentação estabilizada de 5 V. Sobre os detalhes do design. A sonda utiliza LEDs AL102BM (em caixa metálica) e resistores MLT 0,125. capacitores C2 - KM-6, C3 - KM-5b, C1 - K50-35 ou outros de pequeno porte. Ressonador de quartzo - RG-06 na frequência de 1000 kHz. Botões SA1, SA2 e SB1 - MP7. Troque SAZ - MPN-1 por dez posições ou similar. O soquete XS1 é pequeno para um pino com diâmetro de 1 mm. São possíveis substituições de peças com especificações adequadas, o que provavelmente afetará as dimensões da placa de circuito e do invólucro. Os ICs da série 564 de pequeno porte possuem pinos planares. Na substituição de microcircuitos, é aconselhável optar pela série 164. A série K561 não contém contadores IE2, sendo substituídos por um analógico da série K176. Embora muitos microcircuitos desta série operem com uma tensão de 5 V, são necessários testes preliminares de seu desempenho com potência reduzida. A frequência do oscilador mestre não deve exceder 5 MHz; esta limitação se deve à frequência máxima de comutação para chips CMOS. No entanto, deve-se lembrar a possível inconveniência de calcular a duração do pulso em um valor não múltiplo da frequência do ressonador e focar mais na prática de medição. Por exemplo, se você costuma medir pulsos de longa duração, a frequência do gerador pode ser selecionada abaixo da especificada e vice-versa. A placa de circuito impresso para uma sonda com 24 LEDs é mostrada na Fig. 2. A placa é feita de fibra de vidro dupla-face com 1 mm de espessura. Os furos de transição foram feitos com broca de 0.6 mm de diâmetro. A placa possui dois furos com diâmetro de 3 mm. Uma é para fixação, a segunda é para retirar o soquete; ele está preso à tampa superior do gabinete. Quatro furos com diâmetro de 1 mm destinam-se à fixação de botões MP7 com rebites de fio de cobre.
O switch SA1 é instalado na parte traseira da placa, oposto ao switch SA2. Dois controles deslizantes para fixação de microinterruptores são girados com uma lima de plástico. A mola do botão SB1 é feita de placa de contato de um relé tipo RPU; o botão de partida é feito de textolite. Na Fig. A Figura 3 mostra a placa de circuito impresso do indicador (com 24 LEDs) com a disposição dos elementos nela. Ao instalar, primeiro instale os LEDs desta forma. para que seus corpos não se toquem, os resistores são soldados nas laterais dos condutores impressos.
O corpo é colado com resina epóxi de fibra de vidro. A caixa possui furos para fixação da sonda, controles deslizantes, chave e três furos para parafusos de montagem. Eles são instalados da seguinte forma: um fica no centro e nele é fixada uma placa com elementos, os outros dois ficam nas bordas. No local de montagem da placa existe um bloco de contato através do qual o parafuso é conectado ao barramento de alimentação comum. Um fio com uma pinça jacaré é preso sob a porca deste parafuso para conectar ao fio comum do dispositivo em teste. O dispositivo foi instalado com fio MGTF-0,07. A placa é instalada no gabinete com seus elementos voltados para baixo, a placa do display é colocada em cima sem fixação e pressionada com a tampa superior, que possui furos para os LEDs. A sonda é conectada à fonte de alimentação com um fio MGTF-0,07. Literatura
Autor: N.Zaets, região de Belgorod
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