논리 신호용 프로브 표시기. 계획, 설명

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독자에게는 로직 칩의 성능, 펄스 시퀀스 지속 시간의 존재 및 평가를 확인하기 위한 비교적 간단한 프로브가 제공됩니다. 물론 이것은 오실로스코프는 아니지만 시간에 따른 논리적 신호의 단순화된 시각적 표현은 디지털 장치로 작업할 때 종종 매우 유용합니다.

CMOS 또는 TTL 칩을 사용하는 사람이라면 누구나 논리 장치 테스트 및 튜닝을 위한 안정적이고 저렴하며 사용하기 쉬운 도구가 필요합니다. 저자는 로직 프로브를 개발할 때 이러한 장치를 만드는 목표를 추구했습니다. 따라서 펄스 매트릭스 오실로스코프[1]는 진폭 측정을 제공합니다. 실제로 이 속성은 일반적인 TTL 및 CMOS 마이크로 회로에서 펄스를 감지하고 표시하는 데 필요하지 않습니다. 그녀를 제외하고. 장치를 크게 단순화하고 크기를 줄일 수 있습니다.

저자가 논리 프로브 표시기(이하 간략히 프로브라고 함)라고 부르는 이 장치를 사용하면 시간에 따라 전개되는 논리 신호를 관찰할 수 있으며 다음과 같은 특징을 갖습니다. 기술적 특성:

기록된 펄스의 최소 지속 시간, µ.......1
스윕 샘플 포인트 수......24(48)
스위프 시간 분해능, µs......1, 10, 20,100, 200
LED 소등 시 소비 전류(48점), mA......6,5
모든 LED가 켜져 있고 Upit = 5V(48점용), mA......160일 때 소비 전류
치수(바늘 및 스윕 스위치 제외), mm......180x30x20
전원 공급 장치 - 출력 전압이 5V 및 9V로 안정화된 네트워크 어댑터입니다.

장치를 안정적인 주파수 소스로 사용할 수 있습니다.

프로브의 작동 원리는 입력 신호의 논리 레벨이 시간에 따라 시프트 레지스터에 순차적으로 저장되고 표시기에 표시된다는 것입니다.

프로브의 개략도가 그림 1에 나와 있습니다. 1은 다음과 같은 여러 기능 단위로 구성됩니다. 2.1MHz 주파수의 마스터 석영 발진기는 DD2.2, DD4 요소를 사용하여 만들어집니다. 주파수 분배기 - DD6 및 DD1.3 칩. 시작 트리거와 키로 구성된 제어 장치는 DD1.4, DD2.4 요소에 조립됩니다. Short Pulse Shaper는 DD2.6-DD4과 C4, R1.1에서 제작되고, 입력 Shaper는 DD3에서 제작됩니다. 직렬 스캐닝 레지스터는 칩 DD5, DD7, DD1에 조립됩니다. 표시기는 LED HL24 - HLXNUMX의 라인입니다.

(확대하려면 클릭하십시오)

그림에 표시됩니다. 장치의 그림 1은 저자가 24카운트 표시기 프로브를 만들었고 위에 제공된 정보 중 일부가 후자 옵션을 참조하더라도 48카운트 버전에 해당합니다. 추가 레지스터와 LED를 도입하면 샘플 수를 늘릴 수 있습니다.

수정 발진기는 잘 알려진 회로에 따라 조립됩니다. DD1의 핀 10에서 2.3MHz 주파수의 펄스가 2비트 이진수 카운터 DD4의 CP 입력(핀 10)에 공급됩니다. 스윕 범위를 늘리기 위해 다섯 번째 숫자를 사용하는 20진수 모드에서 활성화됩니다. 따라서 카운터는 원래 주파수를 3과 12으로 나눕니다. 표준 방식에 따라 카운터를 켜도 안정적인 작동이 보장되지 않습니다. 따라서 카운터의 제어 입력 CN(핀 2)은 [1]에서 권장하는 대로 세 번째 숫자(핀 10)의 출력에 연결됩니다. 주기가 20, 100, 200, 1.4 또는 1 마이크론인 펄스는 다음과 같습니다. SAZ 스위치("Sweep")를 통해 논리 요소 DD1.4의 입력으로 공급됩니다. 다른 입력은 SB4 "시작" 버튼으로 제어되는 RS 트리거에 연결됩니다. 버튼을 누르면 클럭 펄스가 DD4를 통과할 수 있습니다. 그런 다음 이러한 펄스는 인버터 DD2.4-DD2.6에 의해 형성되고 레지스터 DD3, DD5, DD7의 동기화 입력에 공급되는 미분 체인 CXNUMXRXNUMX에 의해 단축됩니다.

연구 중인 논리 신호는 스위치 SA1.1의 위치에 따라 인버터 DD1에 공급됩니다. 직접 또는 반전된 형태로 입력된 레지스터 정보를 전달합니다. 레지스터에 동기화 펄스가 나타나면 그 순간 입력 시 작동하는 논리 레벨이 레지스터의 첫 번째 셀(비트)에 기록됩니다. 후속 카운트를 기록하면 이전 카운트에 대한 정보가 후속 셀로 전송됩니다. 각 시프트 레지스터 칩은 15개의 10비트 섹션으로 구성됩니다. 따라서 다음 섹션의 정보 입력 D(핀 24)는 이전 섹션의 네 번째 자리의 출력(핀 XNUMX)에 연결됩니다. 따라서 XNUMX개의 레지스터 칩을 사용하면 논리 신호 레벨의 XNUMX개 샘플을 저장할 수 있습니다.

CMOS 칩은 로그 상태에서 더 큰 출력 전류를 갖기 때문입니다. 0,

LED는 마이크로 회로의 출력과 전원 공급 장치 플러스 사이에 연결됩니다. 빛나는 표시기에서 높은 레벨을 보는 것이 더 일반적이므로 직접 표시 모드("D" 위치에 있는 스위치 SA1)에서 입력 신호는 요소 DD1.1에 의해 반전됩니다.

버튼 SB1("시작")을 누르면 정보가 레지스터에 기록되고, 버튼을 놓으면 기록된 펄스 중 첫 번째가 레지스터 DD7의 마지막 숫자에 도달하고 클럭 펄스의 통과가 차단된 후에만 기록이 종료됩니다. 커패시터 C3를 통해 시작 트리거 DD1.3,DD1.2을 원래 상태로 전환합니다.

표시기 판독값을 평가할 때 LED 상태가 다음 클럭 펄스가 도착하는 순간 프로브 입력의 논리 레벨에 해당한다는 점을 고려해야 합니다. 스위치 SA3을 "1μs"로 설정하고 5개의 LED가 연속으로 켜지면 펄스 지속 시간은 약 XNUMXμs입니다. 모든 LED가 켜져 있으면 더 큰 스위프 기간으로 이동해야 합니다.

장치 성능을 제어하기 위해 추가 스위치 SA2("제어 0.1ms")가 도입되었습니다. 이 경우 DD11 카운터의 핀 6에서 나오는 펄스가 프로브 입력에 공급됩니다. 듀티 사이클은 5입니다. 즉, 로그는 20ms 동안 작동합니다. 1 이상 80ms - 로그. 0.

설명된 1카운트 프로브 버전의 XS24 소켓은 "시작" 버튼을 누를 때 테스트 중인 미세 회로에 제어 펄스를 보내는 데 사용됩니다.

LED 수를 늘리면 펄스 지속 시간 측정의 정확도를 높일 수 있습니다. 48카운트 장치에는 입력 인버터 없이 레지스터 DD564, DD2, DD3과 유사하게 연결된 5개의 7Р48 마이크로 회로를 추가해야 합니다. 두 개의 동일한 라인에 배열된 24개의 다이오드 표시기가 있는 프로브 버전은 48개 카운트의 24빔과 48개 카운트의 단일 빔으로 사용할 수 있습니다. 하나의 신호를 보기 위해 기본 및 추가(인버터 없이) 입력을 연결하고 하나의 눈금자를 켜서 직접 신호를 보고 두 번째 - 역 신호를 보면 화면과 같이 표시기에 펄스가 표시됩니다. 오실로스코프의. 추가 레지스터 블록의 입력을 레지스터의 1번째 비트 출력에 연결하면 XNUMX 카운트에 대한 표시기를 얻고 펄스는 SAXNUMX 스위치에 의해 결정된 극성에서 관찰됩니다.

TTL 마이크로회로를 사용하려면 5V의 안정화된 공급 전압이 필요합니다.

디자인 세부 사항에 대해. 프로브는 AL102BM LED(금속 케이스)와 MLT 0,125 저항기를 사용합니다. 커패시터 C2 - KM-6, C3 - KM-5b, C1 - K50-35 또는 기타 소형. 석영 공진기 - 06kHz 주파수의 RG-1000. 버튼 SA1, SA2 및 SB1 - MP7. 1개 위치 또는 유사한 위치에 대해 SAZ - MPN-1을 전환합니다. XS1 소켓은 직경 XNUMXmm의 핀용으로 작은 크기입니다. 적절한 사양의 부품 대체가 가능하며 이는 회로 기판 및 하우징의 크기에 영향을 미칠 수 있습니다.

소형 564 시리즈 IC에는 평면형 핀이 있습니다. 미세 회로를 교체할 때는 164 시리즈를 선택하는 것이 좋습니다. K561 시리즈에는 IE2 카운터가 포함되어 있지 않으며 K176 시리즈의 아날로그로 교체됩니다. 이 계열의 많은 미세 회로는 5V의 전압에서 작동하지만 감소된 전력에서의 성능에 대한 예비 테스트가 필요합니다.

마스터 발진기의 주파수는 5MHz를 초과해서는 안 되며, 이 제한은 CMOS 마이크로 회로의 최대 스위칭 주파수 때문입니다. 그러나 공진기 주파수의 배수가 아닌 값에서 펄스 지속 시간을 계산할 때 발생할 수 있는 불편함을 기억하고 측정 실습에 더 집중해야 합니다. 예를 들어 장기간 펄스를 자주 측정해야 하는 경우 발생기 주파수를 지정된 주파수 아래에서 선택할 수 있으며 그 반대의 경우도 마찬가지입니다.

24개의 LED가 있는 프로브용 인쇄 회로 기판이 그림 2에 나와 있습니다. 1. 보드는 0.6mm 두께의 양면 호일 유리 섬유로 만들어졌습니다. 천이 구멍은 직경 3mm의 드릴로 뚫었습니다. 보드에는 직경 1mm의 구멍이 두 개 있습니다. 하나는 고정용이고, 두 번째는 소켓 제거용입니다. 케이스 상단 커버에 부착되어 있습니다. 직경 7mm의 구멍 XNUMX개는 구리선으로 만든 리벳으로 MPXNUMX 버튼을 고정하기 위한 것입니다.

논리 신호용 프로브 표시기

스위치 SA1은 스위치 SA2 반대편 보드 뒷면에 설치됩니다. 마이크로스위치 고정용 슬라이더 1개는 플라스틱 줄로 회전됩니다. SBXNUMX 버튼용 스프링은 RPU 유형 릴레이의 접점 플레이트로 제작되었으며, 시작 버튼은 텍스톨라이트로 제작되었습니다.

그림에서. 그림 3은 요소 배열이 표시된 표시기(24개 LED 포함)의 인쇄 회로 기판을 보여줍니다. 설치할 때 먼저 LED를 이렇게 설치하세요. 몸체가 닿지 않도록 저항이 인쇄된 도체 측면에 납땜됩니다.

논리 신호용 프로브 표시기

본체는 유리섬유로 만든 에폭시 수지로 접착되어 있습니다. 하우징에는 프로브, 슬라이더, 스위치를 부착하기 위한 구멍과 장착 나사용 구멍 XNUMX개가 있습니다. 다음과 같이 설치됩니다. 하나는 중앙에 있고 요소가 있는 보드는 그 위에 고정되어 있으며 다른 두 개는 가장자리에 있습니다. 보드의 장착 위치에는 나사를 공통 전원 버스에 연결하는 접촉 패드가 있습니다. 악어 클립이 달린 와이어가 이 나사의 너트 아래에 부착되어 테스트 중인 장치의 공통 와이어에 연결됩니다.

장치는 MGTF-0,07 와이어를 사용하여 설치되었습니다. 보드는 요소가 아래로 향하도록 케이스에 설치되고, 디스플레이 보드는 고정하지 않고 상단에 배치되며 LED용 구멍이 있는 상단 덮개로 눌러집니다. 프로브는 MGTF-0,07 와이어를 통해 전원 공급 장치에 연결됩니다.

문학

Sergeev V. 펄스 매트릭스 오실로스코프. - 라디오. 1986. 3호, p. 42-45.
Biryukov S, A. MOS 집적 회로 기반 디지털 장치. - M .: 라디오 및 통신. 1996. p. 22-24.
Shilo VL 인기있는 디지털 회로 - Chelyabinsk. 야금, 1989.

저자: N.Zaets, 벨고로드 지역

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