Щуп індикатор для логічних сигналів. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки

Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки / Вимірювальна техніка

 Коментарі до статті

До уваги читачів пропонується відносно простий щуп для перевірки працездатності логічних мікросхем, наявності та оцінки тривалості імпульсних послідовностей. Це, звичайно, не осцилограф, але й таке спрощене візуальне уявлення логічних сигналів у часі нерідко буває дуже корисним під час роботи з цифровими пристроями.

Кожному, хто працює з мікросхемами КМОП або ТТЛ, необхідний надійний, дешевий та зручний у користуванні прилад для перевірки та налаштування логічних пристроїв. Мета створення такого приладу і переслідував автор розробки свого логічного щупа. Так, в імпульсному матричному осцилографі передбачено вимірювання амплітуди. Реально це властивість виявлення і індикації імпульсів у поширених мікросхемах ТТЛ і КМОП не потрібно, в. виключивши її. можна спростити прилад, зменшити його габарити.

Прилад, названий автором як логічний щуп-індикатор (далі для стислості - щуп), дозволяє спостерігати розгорнуті в часі логічні сигнали та має наступні технічні характеристики:

• Мінімальна тривалість імпульсу, що реєструється, мкс......1
• Кількість точок дискретизації розгортки......24 (48)
• Дискретність часу розгортки, мкс......1, 10, 20,100, 200
• Споживаний струм при вимкнених світлодіодах (для 48 точок), мА......6,5
• Споживаний струм при всіх включених світлодіодах і Uпіт = 5 В (для 48 точок), мА......160
• Габарити (без урахування голки та перемикача розгортки), мм......180x30x20
• Блок живлення - мережевий адаптер зі стабілізованою вихідною напругою 5 В та 9 В.

Можливе використання приладу як джерело стабільної частоти.

Принцип роботи щупа полягає в тому, що логічні рівні вхідного сигналу запам'ятовуються послідовно в часі в регістрі зсуву і відображаються на індикаторі.

Щуп, важлива схема якого зображена на рис. 1 складається з ряду наступних функціональних вузлів. Кварцовий генератор, що задає, на частоту 1 МГц виконаний на елементах DD2.1, DD2.2. дільник частоти – на мікросхемах DD4 та DD6. Пристрій управління, що складається з тригера пуску та ключа, зібрано на елементах DD1.3, DD1.4. Формувач коротких імпульсів виконаний на DD2.4-DD2.6 та С4, R4, вхідний Формувач - на DD1.1. Послідовні регістри розгортки зібрані мікросхемах DD3, DD5, DD7. Індикатор є лінійкою зі світлодіодів НL1 - НL24.

(Натисніть для збільшення)

Наведена на рис. 1 схема приладу відповідає варіанту на 24 відліки, хоча автором виготовлений щуп-індикатор на 48 відліків і частина відомостей, наведених вище, відноситься до останнього варіанту. Збільшення числа відліків досягається запровадженням додаткових регістрів та світлодіодів.

Кварцовий генератор зібраний за відомою схемою. Імпульси з частотою 1 МГц з 10 виведення DD2.3 надходять на вхід СР (висновок 2) п'ятирозрядного двійково-десяткового лічильника DD4. Він увімкнений у режимі десяткового дільника з використанням п'ятого розряду для збільшення діапазону розгортки. Таким чином, лічильник ділить вихідну частоту на 10 і 20. Включення лічильника за стандартною схемою не забезпечувало його сталу роботу. Тому керуючий вхід CN (висновок 3) лічильника підключений до виходу третього розряду (висновок 12), як це рекомендовано в [2]. на вхід логічного елемента DD1. Інший його вхід підключений до RS-тригера, керованого кнопкою SВ10 "Пуск". При натиснутій кнопці дозволяється проходження тактових імпульсів через DD20. Потім ці імпульси коротшають диференціюючим ланцюжком С100R200, формуються інверторами DD1.4-DD1 і надходять на входи синхронізації регістрів DD1.4, DD4, DD4.

Досліджувані логічні сигнали надходять на інвертор DD1.1 і залежно від положення перемикача SА1. проходять на вхід інформації регістру у прямому чи інвертованому вигляді. З появою імпульсу синхронізації на регістри в першу комірку (розряд) регістру записується логічний рівень, що у цей момент з його вході. Під час запису наступного відліку інформація про попередні переноситься до наступних осередків. Кожна мікросхема регістру, що зсуває, складається з двох чотирирозрядних секцій. Тому інформаційний вхід D (висновок 15) наступної секції підключений до виходу (висновок 10) четвертого розряду попередньої секції. Таким чином, три мікросхеми регістрів дають можливість зберегти 24 відліки рівня логічного сигналу.

Оскільки мікросхеми КМОП мають більший вихідний струм може лог. 0,

світлодіоди підключені між виходами мікросхем та плюсом живлення. Так як звичніше бачити в індикаторі високий рівень, в прямому режимі індикації (перемикач SA1 в положенні "D") вхідний сигнал інвертується елементом DD1.1.

При натиснутій кнопці SВ1 ("Пуск") інформація записується в регістри, після відпускання її запис закінчується лише після того, як перший із записаних імпульсів досягає останнього розряду регістра DD7 і блокує проходження тактових імпульсів, переключивши через конденсатор C3 тригер пуску DD1.3. .1.2 у вихідний стан.

Оцінюючи показання індикатора, слід враховувати, що стани світлодіодів відповідають логічним рівням на вході щупа в моменти приходу чергових тактових імпульсів. Якщо перемикач SА3 встановлений у положенні "1 мкс" і підряд світяться п'ять світлодіодів, то тривалість імпульсу - близько 5 мкс. Якщо світяться всі світлодіоди, треба перейти до більшого періоду розгортки.

Для контролю працездатності приладу введено додатковий перемикач SА2 (Контроль 0.1 мс). При цьому на вхід щупа подаються імпульси з 11 виведення лічильника DD6. Вони мають шпаруватість 5, тобто протягом 20 мс діє балка. 1 і далі 80 мс – лог. 0.

Гніздо ХS1 в описуваному варіанті щупа на 24 відліки використовують для видачі контрольних імпульсів на мікросхеми, що перевіряються при натиснутій кнопці "Пуск".

Збільшення числа світлодіодів дозволяє досягти підвищення точності вимірювання тривалості імпульсу. Пристрій на 48 відліків вимагає доповнення трьох мікросхем 564ІР2, підключених аналогічно регістрів DD3, DD5, DD7 без вхідного інвертора. Варіант щупа з індикатором на 48 діодів, розташованих у дві однакові лінійки, можна використовувати як двопроменевий по 24 відліки і як однопроменевий на 48 відліків. При підключенні основного та додаткового (без інвертора) входів на перегляд одного сигналу та при включенні однієї лінійки на перегляд прямого сигналу, а другий - інверсного сигналу, на індикаторі висвічується імпульс, як на екрані осцилографа. При підключенні входу додаткового блоку регістрів до виходу 24-го розряду регістру отримуємо індикатор на 48 відліків, причому імпульс спостерігається полярності, визначеної перемикачем SА1.

Для роботи з мікросхемами ТТЛ потрібна стабілізована напруга живлення 5 В.

Про деталі конструкції. У щупі використані світлодіоди АЛ102БМ (у металевому корпусі) та резистори МЛТ 0,125. конденсатори С2 – КМ-6, C3 – КМ-5б, С1 – К50-35 або інший малогабаритний. Кварцовий резонатор – РГ-06 на частоту 1000 кГц. Кнопки SА1, SА2 та SВ1 - МП7. Перемикач SАЗ – МПН-1 на десять положень або аналогічний. Гніздо ХS1 – малогабаритне для штиря діаметром 1 мм. Можливі заміни деталей з відповідними характеристиками, що, ймовірно, вплине на розміри друкованої плати та корпусу.

Малогабаритні мікросхеми серії 564 мають планарні висновки. При заміні мікросхем бажано вибирати серію 164. У складі серії К561 немає лічильників ІЕ2, їх замінюють аналогом із серії К176. Хоча багато мікросхем з цієї серії працюють і при напрузі 5 В, необхідна попередня перевірка їх працездатності при зниженому живленні.

Частота генератора, що задає, не повинна перевищувати 5 МГц, це обмеження пов'язане з величиною максимальної частоти перемикання для мікросхем КМОП. Однак слід пам'ятати про можливу незручність підрахунку тривалості імпульсу при некратному значенні частоти резонатора і орієнтуватися на практику вимірювань. Наприклад, якщо доводиться часто вимірювати імпульси великої тривалості, частоту генератора можна вибрати нижче зазначеної, і навпаки.

Друкована плата для щупа із 24 світлодіодами представлена ​​на рис. 2. Плата виготовлена ​​із двостороннього фольгованого склотекстоліту товщиною 1 мм. Перехідні отвори просвердлені свердлом діаметром 0.6 мм. У платі є два отвори діаметром 3 мм. Одне – кріпильне, друге – для виведення гнізда; воно кріпиться до верхньої кришки корпусу. Чотири отвори діаметром 1 мм призначені для кріплення кнопок МП7 заклепками із мідного дроту.

Перемикач SА1 встановлений на звороті плати навпроти перемикача SА2. Два повзунки для фіксування мікроперемикачів виточені надфілем із пластмаси. Пружинка для кнопки SВ1 зроблена з контактної пластини реле типу РПУ, кнопка пуску - з текстоліту.

На рис. 3 представлена ​​друкована плата індикатора (на 24 світлодіоди) з розташуванням елементів на ній. При монтажі спочатку встановлюють світлодіоди так. щоб їх корпуси не стикалися, потім з боку друкованих провідників запаюють резистори.

Корпус склеєний епоксидною смолою зі склотекстоліту. У корпусі виконані отвори для кріплення щупа, повзунків, перемикача та три отвори для гвинтів кріплення. Їх встановлюють так: один - у центрі, і на ньому фіксується плата з елементами, два інших - по краях. У місці кріплення плати є контактний майданчик, через який гвинт з'єднаний із загальною шиною живлення. Під гайкою цього гвинта кріплять дріт із затискачем "крокодил" для з'єднання із загальним проводом досліджуваного пристрою.

Монтаж приладу виконаний дротом МГТФ-0,07. Плату встановлюють у корпус елементами вниз, зверху укладають без кріплення плату індикації та притискають її верхньою кришкою, що має отвори під світлодіоди. З блоком живлення щуп з'єднаний дротом МГТф-0,07.

література

1. Сергєєв В. Імпульсний матричний осцилограф. - Радіо. 1986. № 3, с. 42-45.
2. Бірюков С, А. Цифрові пристрої на МОП – інтегральних мікросхемах. - М: Радіо і зв'язок. 1996. с. 22-24.
3. Шило Ст Л. Популярні цифрові мікросхеми - Челябінськ. Металургія, 1989.

Автор: Н.Заєць, Білгородська обл.

Дивіться інші статті розділу Вимірювальна техніка.

Читайте та пишіть корисні коментарі до цієї статті.

<< Назад

Останні новини науки та техніки, новинки електроніки:

Пастка для комах 01.05.2024

Сільське господарство - одна з ключових галузей економіки, і боротьба зі шкідниками є невід'ємною частиною цього процесу. Команда вчених з Індійської ради сільськогосподарських досліджень – Центрального науково-дослідного інституту картоплі (ICAR-CPRI) у Шимлі представила інноваційне вирішення цієї проблеми – повітряну пастку для комах, яка працює від вітру. Цей пристрій адресує недоліки традиційних методів боротьби зі шкідниками, надаючи дані про популяцію комах у реальному часі. Пастка повністю працює за рахунок енергії вітру, що робить її екологічно чистим рішенням, яке не вимагає електроживлення. Її унікальна конструкція дозволяє відстежувати як шкідливі, так і корисні комахи, забезпечуючи повний огляд популяції в будь-якій сільськогосподарській зоні. "Оцінюючи цільових шкідників у потрібний час, ми можемо вживати необхідних заходів для контролю як комах-шкідників, так і хвороб", - зазначає Капіл. ...>>

Загроза космічного сміття для магнітного поля Землі 01.05.2024

Все частіше ми чуємо про збільшення кількості космічного сміття, що оточує нашу планету. Однак не тільки активні супутники та космічні апарати сприяють цій проблемі, а й уламки старих місій. Зростання кількості супутників, які запускає компанії, як SpaceX, створює не тільки можливості для розвитку інтернету, але й серйозні загрози для космічної безпеки. Експерти тепер звертають увагу на потенційні наслідки для магнітного поля Землі. Доктор Джонатан Макдауелл з Гарвард-Смітсонівського центру астрофізики підкреслює, що компанії стрімко розвертають супутникові констеляції, і кількість супутників може зрости до 100 000 наступного десятиліття. Швидкий розвиток цих космічних армад супутників може призвести до забруднення плазмового середовища Землі небезпечними уламками та загрози стійкості магнітосфери. Металеві уламки від використаних ракет можуть порушити іоносферу та магнітосферу. Обидві ці системи відіграють ключову роль у захисті атмосфери і підтримують ...>>

Застигання сипких речовин 30.04.2024

У світі науки існує досить загадок, і однією з них є дивна поведінка сипких матеріалів. Вони можуть поводитися як тверде тіло, але раптово перетворюватися на текучу рідину. Цей феномен став об'єктом уваги багатьох дослідників, і, можливо, нарешті ми наближаємося до розгадки цієї загадки. Уявіть собі пісок у пісочному годиннику. Зазвичай він тече вільно, але в деяких випадках його частинки починають застрягати, перетворюючись з рідкого стану на тверде. Цей перехід має важливе значення для багатьох областей, починаючи від виробництва ліків та закінчуючи будівництвом. Дослідники зі США спробували описати цей феномен і наблизитися до його розуміння. У ході дослідження вчені провели моделювання в лабораторії, використовуючи дані про пакети полістиролових кульок. Вони виявили, що вібрації усередині цих комплектів мають певні частоти, що означає, що через матеріал можуть поширюватись лише певні типи вібрацій. Отримані ...>>

Випадкова новина з Архіву Паливо з повітря 12.06.2018 Канадські фахівці компанії Carbon Engineering розробили метод, який дозволить за допомогою хімічних реакцій видобувати з атмосфери вуглекислий газ. А його, у свою чергу, можна буде використати у виробництві бензину та дизельного палива. Запропонований канадськими інженерами – не перший у цій галузі. Однак більшість наявних технологій залишаються надто дорогими. За різними оцінками, вартість отримання тонни CO2 становить тисячу доларів. Представники Carbon Engineering стверджують, що газ, отриманий за їхньою технологією, коштуватиме не дорожче 232 доларів за той самий обсяг. Автори нового методу активно попрацювали над створенням та вдосконаленням особливих конструкцій, що нагадують сучасні охолоджувальні вежі. Повітря закачується в них за допомогою вентиляторів і взаємодіє з лужним розчином. Отриману рідину згодом заморожують, а потім поступово нагрівають, доки вона не стає густою. Речовина взаємодіє з гашеним вапном, потім виділяється вуглекислий газ. І його вже можна використовувати у виробництві бензину та дизельного палива. З урахуванням всіх витрат нове паливо буде дорожче за звичний бензин. Але його виробники все одно зможуть конкурувати з компаніями, які отримують паливо стандартними методами. Фахівці вже випробували технологію на невеликому підприємстві у Британській Колумбії. Якщо новаторам вдасться знайти спонсорів, інженери планують збудувати великий завод для отримання вуглекислого газу за новою технологією не пізніше 2021 року.

Інші цікаві новини:

▪ Вирощені миші з людськими клітинами

▪ NCP4589 - LDO-регулятор з автоматичним енергозбереженням

▪ Радіомаяк для бджоли

▪ Собаки відчувають неправильну фізику

▪ Лампочка для комп'ютера

Стрічка новин науки та техніки, новинок електроніки

Цікаві матеріали Безкоштовної технічної бібліотеки:

▪ розділ сайту Параметри радіодеталей. Добірка статей

▪ стаття Обробка зображення фільтрами у VirtualDub. Мистецтво відео

▪ стаття Чи можна стрибати з парашутом, який накреслив Леонардо да Вінчі? Детальна відповідь

▪ стаття Рогоз. Легенди, вирощування, способи застосування

▪ стаття Електроефлювіальна люстра. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки

▪ стаття Повітряні лінії електропередачі напругою понад 1 кВ. Перетин та зближення ПЛ з підземними трубопроводами. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки

Залишіть свій коментар до цієї статті:

All languages ​​of this page

Arabic	Hebrew	Polish
Bengali	Hindi	Portuguese
Chinese	Italian	Spanish
English	Japanese	Turkish
French	Korean	Ukrainian
German	Malay	Vietnamese

Головна сторінка | Бібліотека | Статті | Карта сайту | Відгуки про сайт

www.diagram.com.ua
2000-2024