Электрические схемы, принципиальные схемы электронных устройств - Схемки.ру

Принципиальные схемы электронных устройств

Главная · Электрические схемы · Поиск18 Ноябрь 2017

Тестер логических схем - схемы, описания...


При конструировании логических схем часто приходится контролировать логические уровни, проверять правильность функционирования отдельных блоков с целью обнаружения ошибок. Этому может помочь предлагаемый тестер.

Логический уровень сигнализируется не только визуально — светодиодом, но и звуковым сигналом. Тестер пригоден для контроля логических уровней как ТТЛ- так и МОП-схем. ТТЛ-схемы функционируют в цепях с напряжением питания в диапазоне 4,5...5,5 В. На входах логических цепей номинальный низкий логический уровень "L" ("0") может быть в диапазоне 0...0,8 В, высокий уровень "Н" ("1") — в диапазоне 2,4...5 В. Такие же требования предъявляются и к уровням выходных сигналов логических цепей, с тем отличием, что в то время как входная токовая нагрузка "L" - уровней составляет максимум 1,6 мА, токовая нагрузка выходного сигнала — 16 мА, т.е. логический элемент может обеспечить коэффициент разветвления по выходу Кр = 10. Сказанное относится только к стандартным ТТЛ ИМС, которые сегодня уже почти не производятся. Нормальная выходная нагрузка для "Н" - уровня ТТЛ составляет только 40 мкА.

В КМОП-цепях логический уровень "L" почти равен нулю, а уровень Н" — напряжению питания. Диапазон неопределенности логических уровней образует интервал в 30...70% напряжения питания (ошибочный уровень, уровень шума). Поэтому к тестеру для контроля ТТЛ-схем предъявляются более жесткие требования.

Как видно из изображенной на рис.1 схемы, уровень напряжения ТТЛ- или КМОП-схемы воспринимается измерительным щупом и через цепочку резисторов R2...R5 передается на компаратор, построенный на логических элементах G1, G4. Если на входе низкий уровень (логический "0"), R1 включается параллельно цепи R4 + R5. Вследствие этого первоначальное напряжение от делителя на входе G1 изменяется так, что на его входе устанавливается низкий, а на выходе — высокий уровень. На выходе G4 и до подключения измеряемого напряжения уже был высокий уровень, так что здесь он не меняется.



Подсоединенный к выходу G1 элемент G2 служит для коммутации светодиода D1, который индицирует L-уровень. К диоду D3 через R8 подключен интегральный таймер IC2, частота генерации которого определяется R8, R10, С1. Итак, при низком логическом уровне на входе тестера не только зажигается светодиод D1, но и появляется звуковой сигнал.

Пусть теперь на вход поступает не низкий, а высокий уровень, соответствующий +Uт. Тогда R2 и R3 через R1 подключены почти к напряжению питания. На входе G1 появляется высокий уровень. Вследствие его инвертирования элементом G1 светодиод D1 гаснет, a D3 запирается. На цепочке R4, R5 появляется высокий уровень, в результате этого выходы элементов G4, G5, а, следовательно, и G6 изменяют свое состояние. Теперь R9 подключается через D4 и выход G5 к +Uт а в таймере возникают колебания более высокой, чем в предыдущем случае, частоты (R9 < R8). Таким образом, по высоте звукового тона легко узнать логический уровень на входе. Это подкрепляется свечением светодиода D2, индицирующего уровень "Н". Если же входной уровень равен половине напряжения питания (неопределенный логический уровень), то ни один из диодов не светится, нет и звукового сигнала, так как D3 и D4 находятся в запертом состоянии, а потому R8, R9 "подвешены в воздухе". Если минимальный уровень логического "0" ТТЛ составляет максимум 0,4 В (более жестко, чем "официальные" 0,8 В. чтобы с большей уверенностью выполнить требования функциональной надежности) и соответственно уровень "Н" имеет минимально 2,4 В, возможно, потребуется внести поправки в величины R3 и R4. Отметим, что в этом случае высота звука несколько снизится.

Напряжение питания электроники тестера обеспечивается измеряемым устройством. Тестер может индицировать не только статические логические уровни, но и прямоугольные импульсы (смену уровней H/L). В этом случае светодиоды попеременно ритмично вспыхивают. Наивысшая частота, которую можно обнаружить, определяется инерцией зрения. На частоте примерно 25 Гц и выше оба светодиода кажутся светящимися равномерно и одинаково. Если коэффициент заполнения прямоугольных импульсов сильно отклоняется от 50%, яркость свечения светодиодов различна.

Акустическая индикация по субъективному воздействию превосходит световую, расширяя область использования тестера. Однако иногда звуковые сигналы могут мешать, тогда их можно отключить выключателем К.

Изготовление и настройка. Необходимая для изготовления тестера плата приведена на рис.2. На рис.3 показана схема расположения деталей. Окончательные значения R3 и R4 определяются в процессе настройки. Для измерений подсоедините между клеммой напряжения источника и землей потенциометр величиной 2,2 кОм, подвижный контакт которого подсоедините к точке "измерительный щуп" (точка А на рис.1). Подключив плату к источнику питания 5 В, установите потенциометром напряжение 0 В. Если все работает хорошо, D1 светится и возникает звуковой сигнал с частотой примерно 500 Гц (выключатель К замкнут).





Установите потенциометр так, чтобы напряжение на щупе совпало с напряжением источника питания. Тогда должен светиться не D1, a D2. Одновременно с этим высота звука должна возрасти примерно до 1 кГц. Если же на измерительный щуп подать напряжение 1...2 В, не должен светиться ни один из светодиодов и не должен возникать звуковой сигнал.

Установите теперь напряжение 0,4 В — максимум для L-уровня в ТТЛ-схемах. После этого подберите такое значение R3, чтобы едва-едва возникал звук и начинал светиться D1. Возможно, для получения нужного значения придется соединить два резистора последовательно или параллельно.

То же нужно проделать для минимума Н-уровня (2,4 В). При этом подбирается R4. После точного подбора и припайки резисторов тестируем уровни логических "ворот" какой-либо ТТЛ-схемы. Подбирая резистор R11, можно добиться приятной громкости звука (желаемой силы). Так как выход таймера нагружается током примерно 200 мА, минимальная величина R11 должна быть 68 Ом (при напряжении питания 15 В).

Теперь схема измерителя уровня готова. Осталось только изготовить измерительный щуп и разместить прибор в корпусе. Для изготовления измерительного щупа пригодна пластмассовая шариковая авторучка с обычным стержнем, как показано на рис.4.



Разогните один из концов канцелярской скрепки, чтобы отогнутая часть, просунутая на место шарика стержня, высовывалась примерно на 10 мм. Кончик можно подточить, а затем залудить. Ко второму концу скрепки припаяйте изолированный гибкий многожильный провод достаточной длины. Закрепите провод с помощью втулки, которую можно изготовить из колпачка, открученного от заднего конца ручки. Закреплению скрепки в головке может помочь тонкая трубочка изоляции, которая натягивается на конец скрепки. Самый конец щупа на протяжении 1...2 мм должен оставаться неизолированным.

Нижняя часть корпуса щупа со скрепкой заливается клеем. Ко второму концу изолированного провода припаивается штекер, с помощью которого можно подсоединить щуп к прибору. Необходимо приготовить два изолированных провода, один конец каждого из которых заканчивается зажимом "крокодил", а второй — штекером. С их помощью можно подключаться к шинам питания и земли измерительного устройства.

Конструкция. Плата с электроникой, громкоговоритель, выключатель и т.п. размещаются в пластмассовом или металлическом корпусе соответствующих размеров (размеры корпуса определяются размерами платы и имеющихся громкоговорителя и выключателя). Гнезда для штекеров размещаются на боковых сторонах корпуса. Конструкция прибора схематично показана на рис.5.



Микросхему 4069 можно попробовать заменить К561ЛН2. Аналог микросхемы 555 — КР1006ВИ1.

Источник: I.Kekesi, журнал "Радиолюбитель". Схемы и статьи публикуются с разрешения редакции журнала.

Опубликовал Shemka 16 Декабрь 2008 0 Комментариев · 8771 Прочтений · Для печати

Электрические принципиальные схемы различных устройств, систем, промышленного оборудования и бытовой техники, «Тестер логических схем»... Принципиальные схемы электронных устройств для начинающих электронщиков, для студентов вузов, для радиолюбителей и конструкторов электронной аппаратуры - «Тестер логических схем», подробное описание... Razrabotka.PRO - разработка электроники на заказ, производство электронных устройств, систем, приборов и оборудования, проектирование схем и печатных плат. Купить хлопковый выключатель «CLAPS», включающий свет на хлопки. Разработчики электроники, присылайте для размещения на сайте Shemki.ru свои проекты любых электронных устройств. Электронные схемы - скачать принципиальные схемы металлоискателей, генераторов, блоков питания, телевизоров, зарядных устройств... Описания сборки и настройки электрических схем различных устройств… Бесплатные электросхемы устройств и приборов, блок схемы, подробные описания разработки, монтажа и функционирования электронных схем, «Тестер логических схем»... Схемы управления, включения и сопряжения для различных радиоэлектронных устройств – берите паяльник, скачивайте электрические схемы и собирайте электронные устройства - «Тестер логических схем»...