Logická sonda s pulzní detekcí: 8 kroků

2024 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy změněno: 2024-01-30 08:22

DVOU TRANZISTOROVÝ LOGCOVÝ PROBE představený jazzzzz

www.instructables.com/id/Two-Transistor-Logic-Probe/

je jednoduchý - ale ne hloupý - funguje velmi dobře při určování logické úrovně TTL a CMOS. Hlavním problémem při testování digitálních obvodů je detekce impulzů a závad. DVOU TRANZISTOROVÁ LOGCOVÁ Sonda

• selže při frekvencích nad 500 kHz a
• 1ms závada není vidět.

Krok 1: Detekce impulsů

Tento problém řeší obvod skládající se z MOSFET, dvou diod, dvou kondenzátorů, LED a rezistoru.

Pokud sonda detekuje puls, LED bude svítit po dobu 1 sekundy. Dobrá zpráva: detekuje jeden puls až do 100ns.

Krok 2: Jak to funguje

Náběžná hrana impulsu zatěžuje dva kondenzátory přes C1 - D3 - C2. Napětí na C2 stoupá mnohem více než na C1. Napětí na C2 je hradlové napětí MOSFETu. MOSFET se zapne a LED se rozsvítí.

Kondenzátor C1 je vybit svodovým proudem diody D3. MOSFET se vypne, když je vybita C2.

Klesající hrana vstupního signálu vybíjí C1 prostřednictvím diody D2.

Časování není příliš dobře určeno, protože závisí na diodě D3. Může být nutné vyměnit kondenzátory: žádné C2 a/nebo C1 = 100 pF. Rezistor 20MΩ by mohl problém vyřešit, ale není snadné ho zakoupit.

Krok 3: Testování detektoru pulsu na prkénku

Obrázek ukazuje pulzní detektor vpravo.

LED dioda téměř svítí. Je to proto, že obvod je velmi citlivý. Mezi vstup a zem musíme dát odpor.

Po připojení vstupu ke kladnému zdroji se na jednu sekundu rozsvítí LED. Tato doba závisí na kondenzátoru C2. Obvod stále funguje bez C2. LED dioda se rozsvítí kratší dobu. Příčinou je kapacita brány MOSFETu.

Pokud jsou na vstupu pulsy, LED dioda svítí stále. Při frekvenci pod 1 Hz bliká.

Stále svítí na 20 MHz.

74HC00 na levé straně generuje velmi krátké impulsy.

Krok 4: Testování velmi krátkého pulsu

Potřebujeme obvod generující velmi krátké impulsy.

Používáme dvě brány NAND 74HC00. Brána IC2A invertuje vstup T. Druhá brána není ((ne T) a T). To je vždy 1. Brána IC2A potřebuje nějaký čas na vygenerování výsledku. Pokud T bylo 0 a změní se na 1, pak IC2A je krátkodobě stále 1 a brána IC2B dostane na krátkou dobu 1 na obou vstupech. IC2B generuje krátký 0 spike. Tento hrot je v rozsahu 10ns.

Profesionální detektor špiček detekuje špičku 10 ns, ale naši. Hrot můžeme natáhnout pomocí kondenzátoru C2 = 100 pF na výstupu IC2A. Pak je špička asi 200 ns.

Náš detektor špiček detekuje špičky o 200ns.

Krok 5: Vylepšená logická sonda se dvěma tranzistory

Logická sonda jazzzzz

www.instructables.com/id/Two-Transistor-Log…

lze zlepšit.

Vložíme ještě jeden odpor a zener (D1).

Zener omezuje napětí na 3,3 V. LED diody pak nikdy neztlumí při napětí nad 4V. Zener zlepšuje detekci LOW.

U0 = Uz - Uled - Ube = 3,3 V - 2,2 V - 0,6 V = 0,5 V

To je v rozmezí 0,4 V až 0,8 V TTL Low. Napětí na zelené LED je 2,2V.

Úroveň HIGH závisí na napětí červené LED a je

U1 = Uled + Ube = 1,8V + 0,6V = 2,4V.

Toto je vysoká úroveň TTL.

Důležitý je zener 3,3V. Lze použít ZF3.3, BZX79-C3V3, 1N5226B nebo 1N4728A.

Krok 6: Dát to dohromady

Když dáme dohromady pulzní detektor a tranzistorovou logickou sondu, dostaneme užitečnou logickou sondu. LED4 se nejen zasunula, aby chránila LED3 před obrácenou polaritou, ale aby to indikovala.

Rozložení logické sondy je navrženo pro BC337 a BC327. Plochá strana tranzistorů je na desce počítače. 2N4401 a 2N4403 budou fungovat také, ale připnutí je obrácené. Proto musí být vloženy kulatou stranou dolů.

Logická sonda je postavena na desce vero a vložena do průhledné smršťovací trubice.

Krok 7: Výsledky

Logická sonda

• je velmi drzý, jen pár centů
• pracuje na 3V až 12V

• detekuje úrovně TTL a CMOS

  • Nízká při 3,3 V = 0,5 V.
  • Nízké při 5,5 V = 0,7 V.
  • Vysoká @ 3V až 12V = 2,2V
• je chráněn proti zpětnému napětí až do 12V a
• vstupní napětí -12V až +12V

• detekuje

  • Nízká/Vysoká (zelená/červená LED) až 100kHz @ 3,3V a 500kHz @ 5V
  • jednotlivé impulsy až do 200ns
  • frekvence až 20 MHz (modrá LED)

• Kreslí

  • napájecí proud menší než 7mA @ 5V
  • vstupní proud menší než 25 µA
• má vstupní kapacitu asi 150 pF.

Krok 8: Další informace

Můžete získat více informací (v němčině) o logických sondách

Velmi jednoduchá logická sonda 2 LED a 2 odpory:

• Logická sonda detekující 10ns:

  praktische-elektronik.dr-k.de/Projekte/Log…

• Jak detekovat hroty:

  praktische-elektronik.dr-k.de/Praktikum/Dig…