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라디오 전자 및 전기 공학의 백과사전 고급 TTL 로직 프로브. 무선 전자 및 전기 공학 백과사전
다년간의 디지털 장치 작업 경험을 통해 저자는 1990년 잡지 "Radio"에 설명된 프로브를 개선할 수 있었습니다. 특히 수정 결과 최대 20개의 펄스를 계산하고 표시할 수 있게 되었습니다. 청각 주파수 제어를 위한 프로브 및 단순 주파수 측정기의 작동 주파수 범위를 확장합니다. 이 프로브는 TTL 칩에 다양한 전자 장치를 설정할 때 유용합니다. [1]에서는 논리 회로의 상태를 결정하고 펄스 수를 계산하는 프로브에 대해 설명했습니다. 또한 오디오 주파수에서 10MHz까지의 범위에서 입력에 도달하는 진동 주파수를 청각적으로 제어하는 기능을 제공합니다. 이 장치를 완성할 때 프로브 작업을 단순화하는 몇 가지 변경 사항이 적용되었습니다. 첫째, TTL 논리 레벨의 기존 임계값이 0,4V - 로그로 변경되었습니다. 0 및 2,4V - 로그. 1. 이 전압 값은 표준 TTL 출력 논리 레벨에 해당하며 신호 소스로서 마이크로 회로의 작동을 판단할 수 있게 해줍니다. 논리 회로의 일부 레벨이 후속 칩의 입력을 어떻게 인식하는지 아는 것이 더 중요한 경우가 많습니다. 이를 바탕으로 입력에 따라 문턱전압 값이 0,8V와 2V로 선택되었다[3]. 입력 스위칭 전압은 1,5V의 고정 값을 가지며, K(R)1533 및 KR1531과 같은 새로운 TTL 마이크로 회로 시리즈와 기존 K155, K555 및 KR531의 경우에만 특정 한도 내에서 다릅니다. 따라서 유망한 일련의 마이크로 회로만을 염두에 둔다면 정의되지 않은 상태의 표시는 실제로 필요하지 않습니다. 로그를 가정할 수 있습니다. 0은 1,5V 미만의 전압이고 로그입니다. 1 - 이에 따라 1,5V 이상. 그러나 이전 마이크로 회로 시리즈는 수년 동안 작동하므로 이 프로브에는 정의되지 않은 상태의 표시가 남아 있습니다. 둘째, 원래 장치에는 입력(이진 코드)에서 수신된 논리 펄스 수에 대한 불편한 표시가 포함되어 있습니다. 이진 코드로 표현된 펄스 수를 십진수로 빠르게 변환할 수 있는 사람은 몇 명이나 될까요? 헤드셋 청취를 위한 입력 펄스의 주파수 분할 요소 선택도 불편합니다. 이러한 의견을 고려하여 프로브 설계를 약간 수정해야 했습니다. 이제 XNUMX개의 칩과 XNUMX개의 XNUMX세그먼트 표시기가 포함됩니다(그림 참조).
프로브는 XNUMX, 정의되지 않은 표시기 상태, XNUMX개의 LED로 논리 입력 상태를 표시합니다. 짧은 펄스의 표시 시간을 연장하여 시각적으로 평가할 수 있는 시간을 보장합니다. 펄스 스트레칭이 꺼지면 LED의 상대적 밝기를 사용하여 입력 신호의 듀티 사이클과 직각도를 판단할 수 있습니다. 입력에서 수신된 펄스 수를 결정하기 위해 프로브에는 카운터와 0부터 9까지의 숫자를 표시하는 디지털 표시기가 장착되어 있습니다. 소수점 포함은 가장 중요한 숫자로의 전송 단위를 나타내는 데 사용됩니다. 따라서 최대 XNUMX개의 펄스 시퀀스가 기록됩니다. 필요한 경우 카운터를 재설정하여 추가 계산을 더 편리하게 할 수 있습니다. 또한 프로브를 사용하면 "높음-낮음" 원리에 따라 주파수를 비교하고 일부 교육 후에 입력에 도달하는 신호의 주파수를 대략적으로 결정함으로써 "귀로" 신호의 주파수를 판단할 수 있습니다. 이를 위해 압전 세라믹 사운드 방출기 HA1이 설치되어 2핀 분배기의 출력에 연결됩니다. 12 DD3(주파수 100Hz~30kHz용). 최대 10MHz 주파수의 펄스 시퀀스 제어는 추가 분배기를 통해 수행되어 오디오로 축소됩니다. 이제 프로브 회로를 자세히 살펴보겠습니다. 입력에는 트랜지스터 VT0 및 VT1에 두 개의 리피터(논리 1과 2에 대해 별도로)가 있습니다. 저항 R1은 0...5V를 초과하는 전압이 입력에 적용될 때 전류 과부하로부터 보호합니다.저항 R2 및 R3은 리피터에 대한 부하와 마이크로 회로 입력에 대한 바이어스를 생성합니다. 요소 DD1.1 및 DD2.2는 후속 블록의 논리 레벨 임계값을 형성하므로 K1533 시리즈 마이크로 회로가 사용되며 고정된 입력 임계값을 갖습니다. 요소 DD1.2는 정의되지 않은 입력 상태의 신호를 생성합니다. 이 세 요소의 출력에서 생성된 신호(활성 레벨 - 낮음)는 논리 상태를 나타내는 LED를 제어하는 요소 DD2.1, DD2.3 및 DD2.4의 세 단안정 입력에 공급됩니다. 단안정의 두 번째 입력은 저항 R14 - R16을 통해 이 프로브의 모든 기능을 제어하는 마이크로 스위치 SB1에 연결됩니다. 다이어그램에 표시된 스위치 위치에서 모노바이브레이터는 안정적인 감지를 위해 도착하는 펄스를 늘립니다. SB1의 다른 위치에서는 단안정의 상위 입력에 있는 피드백 신호가 스위칭 임계값에 도달하지 않기 때문에 펄스가 길어지지 않습니다. 결과적으로 입력 신호의 주기적 시퀀스의 듀티 사이클은 LED HL1 및 HL3의 밝기와 직각도를 LED HL2의 밝기로 비교하여 "눈으로"평가할 수 있습니다. 밝을수록 펄스의 상승 및 하강이 더 평평해지고, 거의 직사각형이면 HL2가 빛나지 않습니다. 입력 C3이 요소 DD1의 출력에 연결된 십진수 카운터 DD1.1은 입력 신호에서 수신된 양의 변화를 계산합니다. (이 입력이 DD2.2 출력에 연결된 경우 음수 하락을 계산합니다.) 수신된 펄스 수를 십진수 형식으로 표시하는 HG3 표시기가 있는 DD4 코드 변환기는 DD1 출력에 연결됩니다. 스위치 SB1의 접점을 전환하면 카운터가 재설정됩니다. 이 경우에만 로그가 카운터 DD0의 두 R3 입력 모두에 존재하기 때문입니다. 1. 다이어그램에서 스위치 SB1의 아래쪽 위치는 고주파 펄스 그룹을 분석하는 데 사용되므로 이 위치에서 로그는 코드 변환기의 DE 입력에 적용됩니다. 0은 표시등을 끄고 전력 소비를 줄입니다. 8로 나누는 카운터(DD3)는 카운터 DD64의 출력 5에 연결됩니다. DD1의 출력 3과 DD2 마이크로 회로의 두 번째 카운터의 출력 5에서 펄스가 NAND 요소 DD1.4 및 DD1.3에 공급되고 다른 입력은 스위치 SB1에 연결됩니다. 다이어그램에 표시된 위치 SB1에서 요소 DD1.3은 꺼지고 DD1.4는 켜집니다. 신호는 프로브 입력보다 1배 낮은 주파수로 HA2을 통과합니다. SB1 버튼을 누르면 입력 신호는 주파수를 1.3배로 낮춘 후 NA1의 DD640 소자를 통과합니다. DD8 마이크로 회로의 출력 3은 주파수 측정기 프로브에 연결하기 위한 외부 커넥터에도 연결되므로 프로브는 디지털 신호의 주파수를 측정하기 위한 활성 입력 프로브로도 사용할 수 있습니다(이 경우 주파수 측정기 판독값은 곱해집니다). 10). 최대 10MHz 주파수의 펄스가 입력에 적용될 때 10MHz 이하의 주파수 신호가 주파수 측정기의 외부 커넥터에서 수신되도록 하려면 여기서 1으로 나누는 것이 필요합니다. 이를 통해 상대적으로 저렴한 주파수 측정기를 사용할 수 있습니다. 출력 5의 카운터 DD1는 트랜지스터 VT3을 통해 표시기의 소수점 조명을 제어하며, 이는 가장 중요한 숫자로의 전송 단위를 표시합니다(빛나는 점은 표시기 판독값에 10을 추가해야 함을 나타냄). 프로브 디자인에 대해 조금. 본체는 149x21x15mm 크기의 플라스틱 볼펜 케이스입니다. 케이스 끝에는 프로브로 설치된 강철 바늘이 있으며 (무선 부품 및 인쇄 회로 기판의 단자에 보호 바니시를 뚫는 것이 편리합니다) 반대편에는 작은 3,5 개의 소켓 부분이 있습니다 -핀 커넥터(머리 장착형 스테레오 전화기용). 커넥터의 핀 부분(핀 직경 XNUMXmm)에 전선이 납땜되어 있으며, 이를 통해 일반적으로 피시험 장치에서 전원이 공급되고 출력 신호가 전송됩니다. 전선의 끝 부분에는 악어 클립이 장착되어 있습니다. 프로브는 자동 전원 공급 장치에서 전원을 공급받을 수도 있지만 이 경우 프로브의 공통 와이어와 테스트할 마이크로 회로를 함께 연결해야 합니다. 케이스 측면에는 논리 레벨과 XNUMX세그먼트 펄스 카운터 표시기를 표시하는 보드에 있는 LED용 구멍이 잘려 있습니다. 또한, 마이크로스위치 버튼의 헤드 부분은 검지나 엄지손가락으로 누르기 편리한 위치에 위치해 있습니다. 모든 프로브 부품은 단면 인쇄 회로 기판에 장착됩니다. 대부분의 연결은 인쇄된 도체로 이루어지며 나머지는 절연체에 얇은 와이어로 만들어집니다. 다이어그램에 표시되지 않은 미세 회로의 핀은 아무 것에도 연결되지 않습니다. 커패시터 C1-C3은 미세 회로 위에 배치되고 신호 장치 HA1의 압전 요소도 소리 전달을 위해 하우징에 여러 개의 작은 구멍이 만들어지는 반대편에 위치합니다. 프로브의 미세 회로 DD1 - DD3은 K(KM)555, K155, KR1531 및 KR531 시리즈의 유사한 미세 회로로 교체할 수 있지만 이로 인해 전류 소비가 증가하고 작동 안정성이 저하됩니다. KR3 시리즈의 DD1533을 사용하는 것이 더 좋습니다). K561IE10 칩은 564 시리즈의 동일한 칩으로 교체할 수 있으며, DD4 대신 K(R)514ID1을 사용할 수 있으며 DD6을 공통 음극 및 해당 작동 전류가 있는 표시기로 교체할 수 있습니다(여기서는 이 경우 저항 R6 - R12는 필요하지 않습니다. 다른 디코더와 표시기를 사용하는 경우 [2]에 설명된 대로 일치시킬 수 있습니다. 표시기는 적절한 치수, 익숙한 위치의 크기 및 조명의 밝기(빨간색이 바람직함)를 기준으로 선택해야 합니다. LED HL1, HL3 - 적절한 크기의 저전력 LED. 동일한 색상을 사용해야 합니다. 그렇지 않으면 밝기에 따라 펄스의 듀티 사이클을 결정하기가 어렵습니다. 이 장치는 기본 전류 전달 계수가 100 이상인 적절한 구조의 고주파 저전력 실리콘 트랜지스터를 사용할 수 있습니다. 저항기 - MLT 0,125(R1 - 0,25W), 커패시터 C5 - C7 - K50-16, K50- 35 또는 이와 유사한 것. 푸시 버튼 스위치 SB1 - 고정되지 않은 스위칭 접점이 1개 있는 소형 스위치입니다. 프로브의 작은 크기를 유지하기 위해 그 안에 배치된 HA3 압전 요소는 ZP-XNUMX 음향 방출기 본체에서 제거되었지만 전자 손목시계 등에 사용되는 소형 크기를 사용하는 것이 좋습니다. 잘못된 전원 연결을 방지하기 위해 가장 쉬운 방법은 D310 유형의 게르마늄 다이오드(최소 순방향 전압 강하)를 이전과 동일한 방식으로 양극 공급선(최소 순방향 전압 강하)의 간격에 설치하는 것입니다. [1]에서는 공급 전압이 약 0,2V 정도 떨어집니다. 프로브에 가장 적합한 옵션은 프로브 전원 버스 사이에 약 5,5~6V 전압의 제너 다이오드를 연결하는 것입니다. , 게르마늄 다이오드 대신 - 프로브의 정상적인 공급 전류를 견딜 수 있는 250mA 퓨즈이지만 공급 전압을 초과하거나 극성이 증가된 전류를 변경하면 소손됩니다. 이러한 보호의 단점은 퓨즈를 교체해야 한다는 것입니다(그러나 테스트 중인 설계의 전원 공급 장치가 증가된 전류를 견딜 수 있는 경우). 다른 보호 장치도 가능합니다. 프로브의 최대 전류 소비는 약 200mA이며 미세 회로는 약 40mA만 소비하고 나머지는 표시기 회로에서 소비됩니다. 저항 R6~R13 및 R20~R22의 저항을 두 배로 늘려 표시기(및 밝기)에서 소비되는 전력을 줄일 수 있습니다. 결론적으로 프로브 임계값 조정에 대해 언급해야 합니다. 원하는 경우 A - E 지점의 간격에 저전력 게르마늄 다이오드를 포함시켜 변경할 수 있습니다. A 지점과 B 지점에 다이오드를 도입하면 불확실한 상태와 로그 사이의 임계값이 증가합니다. 1(그러나 양은 다름), G 지점에서는 약간 감소합니다. 지점 B, D 및 E의 다이오드는 정의되지 않은 상태와 로그 사이의 임계값을 낮춥니다. 0. [1]에 표시된 것과 유사한 논리적 임계값을 달성해야 하는 경우 하나의 저전력 실리콘 다이오드를 지점 B와 D의 갭에 연결해야 합니다. CMOS 마이크로 회로의 임계값에 해당하는 2,5V를 초과하는 레벨을 모니터링하는 기능과 프로브의 낮은 입력 전류를 통해 공급 전압이 561V인 K176, K5 시리즈 마이크로 회로 기반 장치를 모니터링하는 데 사용할 수 있습니다. 문학
저자: V. Kirichenko, Shakhty, Rostov 지역
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