Logičke sonde. Jednostavna LED TTL logička sonda nivoa

Vodovi većine elemenata koji se nalaze na jednoj strani štampane ploče su savijeni preko ivice ploče i podlemljeni na kontaktne pločice koje se nalaze sa poleđina naknade. Igla sonde je zalemljena u utor na štampanoj ploči. Kondenzator C2 se sastoji od dva paralelno povezana kondenzatora od 10 μF K53-16.

U sondi možete koristiti tranzistore KT361 i KT373 sa bilo kojim slovnim indeksima, eventualno koristećii drugi silicijumski visokofrekventni tranzistori odgovarajućeg tipa provodljivosti. Diode se mogu zamijeniti bilo kojim silikonskim malim snagama ( v 3 v 4) i germanijum (v 5, v b). mikrokola - slično drugim TTL serijama.

Sonda koju su predložili N. Pastušenko i A. Žižčenko (Kijev) omogućava vam proučavanje logičkih uređaja u statičkim i dinamičkim režimima.

Šematski dijagram sonde je prikazan na sl. 3.

Ako nema signala na ulazu elementa di .1 - nizak logički nivo, na ulazima elemenata d 1.2, d1. 3 d1 .4 - visoko. Segmenti indikatora ne svijetle. Ako ulaz sonde dobije nivo koji odgovara logičkoj "1", onda je izlaz elementa di.i na izlazu će biti logično "O". d 1. 2 - logički "1", elementi d1. 3 i d 1. 4 ostaju u originalnom stanju. Segmenti svetle b i c i prikazuje se broj “1”. Kada postoji logički "O" na ulazu sonde, onda na izlazu elemenata di .2, d 1.3 i d 1.4 bit će visoki logički nivo i segmenti a b, c će zasvijetliti d, e, f.

Prilikom primjene sonde na ulaz, onaimpulsa frekvencije do 25 Hz, oku je vidljiva izmjena brojeva "O" i "1". Na frekvencijama iznad 25 Hz počinje djelovati utjecaj kondenzatora C1. Kao rezultat, svjetlina segmenta d naglo opada i prikazuje se slovo “P” koje označava niz impulsa sa visoke frekvencije na ulazu sonde.

Sonda se napaja direktno sa uređaja koji se testira. Ako postoji napajanje od +5 V, svijetli segment A (tačka).

Sonda koristi MLT-0.125 otpornike. kondenzatori K50-6. Umjesto mikrokola k 133La 8 Možete koristiti K155LA8 čip.

Na sl. Na slici 4 prikazan je raspored dijelova na štampanoj ploči od dvostrane folije od stakloplastike, a na sl. 5 - crteži obe strane štampane ploče. Izgled sonda je prikazana na fotografiji (sl. 6)

Sondu sa dovoljno velikom ulaznom impedansom i visokom preciznošću na određenim nivoima ulaznog napona predložili su V. Piratinski i S. Šahnovski iz Moskve.

Prelazna zona iz stanja u kojem LED indikator svijetli punim sjajem u stanje u kojem LED ne svijetli je 30 mV za gornju granicu logičkog nivoa “0” (-0,4 V) i 80 mV za donja granica logičkog nivoa “ i” (+2,4 V).

Sondu karakterizira niska potrošnja energije iz izvora napajanja testiranog uređaja, koja ne iznosi više od 12 mA.

Na sl. 7 pokazuje osnove električni dijagram uzorak Sastoji se od dva nezavisna kruga praga, od kojih jedan odgovara nivou "0". a drugi - nivo “i”.

Kada je napon na ulazu sonde između 0 i +0,4 V. tranzistori v 7 i v 8 krug praga "1" je zatvoren i crvena LED dioda v 5 ne gori. U krugu praga "0" tranzistor v 9 zatvoren i tranzistor vi 0 otvoreno i zelena LED dioda je uključena v 6 . što ukazuje na prisustvo logičkog nivoa “0”.

Na potencijalu na ulazu sonde od +0,4 V do +2,3 V, tranzistori v 7 i v 8 jos zatvoren, tranzistor v 9 je otvoren, a v10 je zatvoren. U ovom slučaju, obje LED diode ne svijetle. Ista stvar se opaža ako nema signala na ulazu sonde.

Nema naznaka, dakle. ukazuje na to. da na ulazu nema potencijala ili da ima srednju vrijednost u odnosu na logičke nivoe.

Kada je napon na ulazu sonde iznad +2,3 V, tranzistori se otvaraju v7, v8 krug praga "i"(v 7, v 8 potpuno otvoren pri potencijalu iznad +2,4 V) i crvena LED dioda svijetli v5, što ukazuje na prisustvo logičkog nivoa "1". Kolo praga “0” je u istom stanju. diode vi - v 4 služe za povećanje napona pri kojem se aktivira strujni krug “i”.

Koeficijent prijenosa struje h 21eMora postojati najmanje 400 tranzistora Vi-v4 KD103 (K102) su bez okvira. Svi OMLT otpornici su 0,125 - 5%.

Sonda se podešava pomoću djelitelja napona spojenog na +5 V izvor, koji napaja potreban nivo napona na ulaz sonde.

Promjena vrijednosti otpornika r 7 pokušavaju izaćizelena LED v 6 na nivou ulaznog napona od 0,4 V, i promjenom otpora otpornika r 5 - crveni LED svijetli v 5 na nivou ulaznog napona od +2,4 V. Za lakše podešavanje, otpornici r 5. r 7 mogu se privremeno zamijeniti varijablama.

Sampler, koji je razvio Moskovljanin V. Kopylov,

Takođe ima visoku ulaznu impedanciju (rin = 200 kOhm). ali za razliku od sonde V. Piratiiskog i S. Šahnovskog, ona takođe registruje impulse. Ima zaštitu od ulaznog prenapona (do ±250 V) i od pogrešnog polariteta napajanja.

Šematski dijagram sonde je prikazan na sl. 8

Kroz otpornik ri signal ide do kapije tranzistora sa efektom polja v 3 preko graničnika ulaznog napona na vi diodama. v2. Iz izlaza sljedbenika izvora signal se dovodi do emiterskih repetitora.smreke napravljene sa tranzistorima v 4 i v 5, koji smanjuju uticaj ulaza mikrokola jedan na drugi i pomeraju nivoe signala koji pristižu na elemente d1. 1, d 1. 2. Sa vrijednostima otpornika prikazanim na dijagramu r 2-r 5, granični naponi odziva “1” i “2” su jednaki 0,4 V i 2,4 V, respektivno. Kada ulazni napon pređe granični napon logičkog “i” na izlazima elemenata d1. 1 i d 2.2, Pojavljuje se logična „0” i segment svijetli d LED indikator H1 (prikazuje se znak “1”). Kada je ulazni napon ispod napona praga logičke “0” na izlazu d 1. 2 pojavljuje se logično “1”. na izlazu d 2. 1 - logička "0" i pali se kroz otpornik r 10 - segment f, kroz otpornik r11 i diodu v 6 - segmenti a, b, g (prikazuje se znak “0”), ako je ulazni napon u intervalu između graničnih napona logičke “0” i “i” (srednji nivo), onda logički “i” na izlazima d 2.1 i d 2.2 poziv pojavljivanje "0" na izlazu d 2.3 i segmenti c svijetle. b, g (označeno znakom 1 “P”). Kondenzatori C2. C.3 eliminisati ekscitaciju tokom prelaznih stanja.

Detekcija impulsa se zasniva na pokretanju monostabilnog na rastućoj i opadajućoj ivici svakog ulaznog impulsa. Negativni impulsi za pokretanje standby multivibratora napravljenog na elementima d1. 4, d 2. 4, C5 i ri 3, formiraju se na izlazu elementa d 2.3 svaki put kada ulazni signal ide od “0” do “1” i nazad, a njihovo trajanje zavisi od trajanja porasta i pada ulaznih impulsa. Na izlaz multivibratora na čekanju je povezan segment „tačka“, koji dva puta treperi za svaki ulazni impuls kada je stopa ponavljanja potonjeg manja od 20 Hz i kada je njihovo trajanje dovoljno. Kada je stopa ponavljanja ulaznog impulsa veća od 20 Hz, blicevi se spajaju u kontinuirani sjaj. Kada je ulazni signal. blizu meandra, znakovi “0” i “i” su prikazani istovremeno sa tačkom. Štaviše, njihov relativni sjaj zavisi od radnog ciklusa impulsa. Ako je radni ciklus velik ili mali, prikazuje se samo jedan od ovih znakova.

Sonda je montirana na dvostranoj štampanoj ploči od stakloplastike debljine 1,5 mm. Položaj provodnika na strani dijela prikazan je na sl. 9, a na suprotnoj strani - na sl. 9. b.

Sonda koristi mikro kola serije K155, otpornike MLT-0,125, kondenzatore KM5a (C2. SZ), KM6 (C/, C4) i K53-4 (C5, C6).

Odjeljak: [Konstrukcije jednostavne složenosti]
Sačuvajte članak na:

Izbor sklopova i dizajna jednostavnih domaćih logičkih sondi. Sva razmatrana kola su toliko jednostavna i sastoje se od prilično jeftinih komponenti da ih mogu ponoviti čak i početnici radio-amateri

Kolo na mikrokontroleru je dopunjeno ulaznim stepenom koji usklađuje TTL nivoe sa nivoima mikrokontrolera PIC12F683.

Ovaj ulaz se sastoji od djelitelja napona na komponentama VD1, R5 i VD2. Dizajniran za postavljanje referentnog napona (2,8 V) na ulazu mikroprocesora u slučajevima kada nema signala na ulazu sonde. Ako se detektuje logički signal, doći će do pada napona i PIC12F683 će otkriti ovu razliku kao visok ili nizak TTL nivo. Indikacijski blok se sastoji od tri LED diode: HL2 - visoka impedansa, HL1 logička 1, HL3 logička nula. , saznaćete čitajući članak, firmver i crtež štampana ploča Možete ga preuzeti odmah iznad klikom na zelenu strelicu pored naslova.

Prva sonda koju predlažemo da napravite je namenjena onima koji ne rizikuju odmah da počnu da rade sa digitalnim integrisanim kolima.

Kolo sonde se sastoji od pojačala (tranzistor VT1), koji usklađuje ulazne parametre sonde sa parametrima kola koje se testira, i dva elektronski ključevi na tranzistorima VT2-VT3, čiji kolektorski krug uključuje LED diode koje služe za označavanje nivoa ulaznih signala.

Način rada tranzistora VT1 je odabran tako da ako nema signala na ulazu sonde, njegov kolektor uvijek održava napon dovoljan da otvori tranzistor VT2. Nizak otpor kruga emiter-kolektor ovog tranzistora zaobilazi HL1 LED i ne svijetli. Istovremeno, određeni nivo napona na emiteru tranzistora VT1 održava tranzistor VT3 u zatvorenom stanju, tako da je struja njegovog kolektora nedovoljna da upali LED HL2.

Kada ulaz sonde dostigne nivo 0, tranzistor VT1 se zatvara, napon na kolektoru se povećava i isključuje tranzistor VT2. Otpor kola kolektor-emiter prestaje da ranžira HL1 LED i ona se pali, signalizirajući prisustvo nivoa 0 na ulazu sonde.

Kada sonda nivoa 1 uđe na ulaz, tranzistor VT1 se otvara, napon na njegovom kolektoru se smanjuje i otključava tranzistor VT2. Nizak otpor kola kolektor-emiter otvorenog tranzistora shuntuje HL1 LED i on se gasi.

Istovremeno, povećanje emiterske struje otvorenog tranzistora VT1 uzrokuje povećanje pada napona na otporniku R3, pa se tranzistor VT3 otvara. Struja kolektora se povećava i LED dioda HL2 svijetli, što ukazuje na prisutnost nivoa 1 na ulazu sonde.

Ako se na ulazu sonde primi niz impulsa, LED diode trepću naizmjenično, signalizirajući dolazak impulsnih signala na ulaz sonde.

Prilikom postavljanja sonde, odabir otpora otpornika R1 osigurava da LED diode ne svijetle originalno stanje. Zatim, odabirom otpora otpornika R6, LED HL2 svijetli kada se na ulaz sonde primi logička 1, a promjenom otpora otpornika R2 postavlja se način rada tranzistora VT2.

Sonda može koristiti bilo koji silikonski tranzistor male snage odgovarajuće strukture (na primjer, KT315, KT342, KT361, itd.), Silicijumsku pulsnu diodu (na primjer, KD503, KD509, KD510) i LED diode bilo koje vrste.

Kada je nivo logički jedan, upalit će se crvena LED dioda, a u slučaju logičke nule, zelena LED dioda će zasvijetliti. Ako sonda sonde nije povezana ni sa čim, obje LED diode će biti isključene. A ako je spojen na krug koji se proučava, to ukazuje da postoji kvar u radu uređaja.

Pored indikacije informacija o logičkim nivoima, sonda se može koristiti za detekciju prisutnosti impulsa na svom ulazu. U tu svrhu koristi se binarni brojač K155IE2, čiji su izlazi povezani na žute LED diode. Sa dolaskom svakog sljedećeg impulsa stanje brojača se mijenja za jedan. Ako ispitivani signal ima nisku frekvenciju, tada će LED diode svijetliti čak i s kratkotrajnim impulsima.

Na osnovu vrste sjaja zelene i crvene LED diode uslovno možemo pretpostaviti oblik impulsa i njihovu frekvenciju.

Ulazni signal se pojačava DD1.1 i DD1.3, uređaj za poređenje je montiran na elementu DD1.2. Tranzistor u ovom krugu radi samo u prekidačkom režimu. Za stabilizaciju napona u krugu se koristi 5-voltna zener dioda.

Ako se na ulaz sonde primi logički signal, tranzistor se otvara, zbog čega se na devetom ulazu DD 1.2 uspostavlja logički nulti signal, a na ulazu elementa 8 uspostavlja se logički signal, tada se na desetom izlazu uspostavlja logički i segment g indikatora se gasi. A na indikatoru će samo segmenti b i c ostati upaljeni, prikazujući jedan.

Ako ulaz sonde primi logičku nulu. U tom slučaju će se tranzistor zatvoriti, a elementi DD 1.1 i DD 1.3 će se prebaciti, a kao rezultat toga, nula će se pojaviti na izlazu 2 elementa DD 1.3 i ulazu 8 elementa DD 1.2. A na indikatoru segmenta će se upaliti segmenti a, b, c, d, e, f, što predstavlja logičku nulu.

Ako nema signala na ulazu sonde, tranzistor će se zatvoriti, a segmenti b, c, g će zasvijetliti na digitalnom indikatoru.

Ova logička sonda daje informacije o ulaznim signalima u digitalnom obliku i stoga je mnogo praktičnija za korištenje. Njegovo kolo (slika 12) sadrži digitalno integrirano kolo, koje osigurava pouzdanost sonde i tačnost njenih očitavanja. Kolo ove sonde sastoji se od dvije glavne komponente: ulaznog stupnja na tranzistorima VT1, VT2, spojenih prema sljedbenom krugu emitera, radi povećanja ulaznog otpora sonde, i izlaznih pojačala i prekidača opterećenja (HG1 indikator) na 2I- NE elementi (DD1.1 - DD1 .4). Osim toga, treba napomenuti da korišteni LED indikator za sintetizaciju znakova HG1 ima zajedničku katodu spojenu na zajedničku magistralu, tako da njegovi segmenti svijetle kada se nivo 1 primijeni na odgovarajuće anode.

Sonda radi na sljedeći način: kada se dovede napon, segment h LED indikatora odmah počinje da svijetli.

Ako nema signala na ulazu sonde, tranzistori VT1 i VT2 su zatvoreni. Dakle, na ulazu logičkog elementa DD1.1 postoji nivo 0, obezbeđen padom napona na otporniku R1, a na ulazima logičkih elemenata DD1.2 - DD1.4 nivo 1. Na izlazima ovih elemenata postoji nivo 0, pa stoga segmenti indikatora HG1 ne svijetle.

Kada se na ulazu sonde pojavi signal koji odgovara nivou 1, tranzistor VT1 se otvara i nivo 1 se dovodi na ulaz elementa DD1.1 na izlazu ovog elementa, što zauzvrat uzrokuje pojavu nivoa 1 na izlazu elementa DD1.2, a segmenti b i c indikatora HG1 svijetle, označavajući broj “1”. Preostali segmenti u ovom trenutku ne svijetle, jer izlaz elemenata DD1.3 i DD1.4 ostaje na 0 nivoima.

Ako se na ulaz sonde dovede napon koji odgovara nivou 0, tada se tranzistor VT2 otvara, a VT1 zatvara. U ovom slučaju, nivoi 0 se pojavljuju na ulazima elemenata DD1.3, DD1.4 i izlazu 6 elementa DD1.2 Pojava nivoa 1 na izlazima elemenata DD1.3, DD1.4 izaziva sjaj segmenata. a, b, c, d, e, f indikator HG1, koji formira broj "0".

Ako se na ulazu sonde primaju impulsi frekvencije do 25 Hz, tada je nivo 1 prisutan na izlazu elementa DD1.2, a na izlazima elemenata DD1.3 i DD1.4 dolazi do izmjene nivoa 1 i 0 sa istom frekvencijom, što uzrokuje naizmjenični sjaj brojeva “ 1” i “0” na indikatoru HG1, što ukazuje na prisutnost impulsa u kontroliranom kolu.

Na višoj frekvenciji ulaznih impulsa, napon doveden u segment d indikatora HG1 počinje utjecati na kapacitet kondenzatora C1.

Neko vrijeme "pamti" nivo napona, koji ima prosječnu vrijednost između nivoa 0 i nivoa 1, pa se stoga svjetlina d segmenta smanjuje. Istovremeno, slovo P svijetli na indikatoru, što ukazuje na prisutnost niza impulsa u kontroliranom krugu. Sonda koristi otpornike tipa MLT 0,125 i kondenzator tipa K50-6. Umjesto integriranog kola navedenog tipa, možete koristiti još jedan - K155LA11, K155LA13. Tranzistor VT1 - bilo koji silicijum male snage. Tranzistor VT2 može biti ili silicijum ili germanijum, ali u prvom slučaju je potrebno koristiti germanijumsku diodu kao VD2, na primer D9, GD507 sa bilo kojim slovnim indeksom.

Ovaj krug sonde ima dvije LED diode povezane jedna uz drugu paralelno kao indikator. Ako sonda primi logičku, VT1 se otvara i prva LED dioda svijetli. Kada se primeni logička nula, VT2 se otvara i druga LED lampica svetli.

S obzirom na malu veličinu kola, kao kućište je korišten stari marker, a da bih ga dodatno smanjio koristio sam SMD LED diode koje sam zalemio na komad PCB-a i spojio oba dijela sa običnom fleksibilnom montažnom žicom

Za podešavanje i popravku ZX-Spectrum kompatibilnih računara koristan uređaj je logička sonda. U suštini, ovo je uređaj koji prikazuje logički nivo signala na ulazu (log.0 ili log.1). Budući da se nivoi logike mogu razlikovati ovisno o vrsti korištenog čipa (TTL, CMOS), sonda bi idealno trebala biti prilagodljiva za korištenje sa različite vrste signale.

ZX-Spectrums skoro uvek koristi čipove sa TTL ulazima/izlazima, tako da bi bilo prikladno razmotriti kolo logičke sonde uzimajući u obzir nivoe TTL signala.

Ovdje ću malo ponoviti uobičajene istine, koje su već poznate svima zainteresovanima... Vrijednosti napona log.1 i log.0 za TTL se mogu vidjeti iz sljedeće šematske sheme:

Kao što vidite, ekstremni nivoi log.0 i log.1 za ulaze i izlaze se donekle razlikuju jedan od drugog. Za ulaz, log.0 će biti na naponu od 0,8V ili manje. I izlazni nivo log.0 je 0,4V ili manje. Za log.1 to će biti 2.0V i 2.4V, respektivno.

Ovo je učinjeno tako da ekstremni nivoi log.0 i log.1 za izlaze garantovano spadaju u opseg napona za ulaze. Zbog toga je napravljen tako mali „razmak“ u nivoima ulaza i izlaza.

Sve što spada u opseg napona između log.0 i log.1 (od 0.8V do 2.0V) logički element ne prepoznaje kao jedan od logičkih nivoa. Da ne postoji takva razlika u nivoima (2-0,8 = 1,2V), svaka smetnja bi se smatrala promjenom nivoa signala. I tako je logički element otporan na smetnje sa amplitudom do 1,2V, što je, vidite, vrlo dobro.

TTL ulazi imaju zanimljivu karakteristiku: ako ulaz nije nigdje spojen, tada mikrokolo "vjeruje" da se na njega primjenjuje logički 1. Naravno, takva "nepovezanost" je vrlo loša, makar samo zato što u ovom slučaju ulaz mikrokola koji visi "u zraku" "hvata" sve smetnje, zbog čega je moguće lažno pozitivnih. Međutim, zanima nas nešto drugo - na ulazu "visi u zraku" uvijek postoji neki napon čija vrijednost pada u neodređenom intervalu između logičkih nivoa:

Određivanje vrijednosti napona na nepovezanim ulazima mikrokola

Ovaj nivo se naziva „viseća jedinica“, tj. kao da postoji jedinica (mikrokolo je smatra log.1), ali u stvarnosti je nema :)

U odnosu na proces popravke i postavljanja računara, koncept "viseće jedinice" je koristan jer ako se pokvari provodnik na ploči ili pregori izlaz bilo kojeg mikrokola, signal se ne šalje na ulaze mikrokola. spojen na njih, te će stoga postojati “viseća jedinica”, a ovaj trenutak se može snimiti, jer Već znamo približne nivoe napona u ovom stanju mikrokola (od 0,9V do 2,4V).

Odnosno, ako bi, na primjer, prema krugu, ulaz mikrokola trebao biti spojen negdje, ali u stvarnosti nije 0 ili 1, već "visi", onda ovdje nešto nije u redu. Ovo je vrlo korisno u smislu procesa popravke!

Na osnovu gore navedenog, možemo formulirati tehničku specifikaciju za kreiranje logičke sonde:
- Napon od 0 do 0,8V uključujući i smatra se log.0;
- Napon od 2.0V do 5.0V se smatra log.1;
- Naponi od 0,9V do 2,4V se smatraju "visinom jedinicom".

Različiti dizajni logičkih sondi

Postoji mnogo sklopova logičke sonde. Samo pretražite u bilo kojoj tražilici i unesite frazu "logička sonda". Međutim, prema različitim kriterijima, ove sheme mi ne odgovaraju:
- Izlaz se šalje na indikator od sedam segmenata, čija svjetlina ne dozvoljava da se odredi približni ciklus rada impulsa;
- Ne postoji definicija "viseće jedinice";
- Drugi kriterijumi poput "Jednostavno mi se nije svidjela shema" :)

Koristio sam ovaj uzorkivač oko 18 godina. Uprkos svojoj jednostavnosti, ova sonda pokazuje sve: log.0, log.1. Čak pokazuje i „viseću jedinicu“ - dok LED (log.1) jedva da svetli. Možete odrediti radni ciklus impulsa prema svjetlini LED dioda. Ova sonda ne pregori ni kada se na njene ulaze primjenjuju naponi od -5V, +12V i više! Kada se -5V primeni na sondu, LED (log.0) svetli veoma velikom osvetljenošću. Na +12V na ulazu, LED (log.1) svijetli velikom svjetlinom. Ukratko, neuništiva šema :)

Za snimanje kratkih impulsa koji nisu vidljivi oku (na primjer, impuls za odabir porta), pričvrstio sam "zasun" na sondu na polovini TM2 okidača:

Izgled sonde:

Logička sonda

Vaša vlastita verzija logičke sonde

Pokušao sam da napravim logičku sondu sa indikacijom „visine“ na komparatorima. U statici je sve radilo i detektovano, ali se u dinamici pokazalo da sonda ne radi. Problem je u brzini komparatora. Komparatori koji su mi dostupni (LM339, K1401CA1, KR554CA3 itd.) su dosta spori i ne dozvoljavaju rad na frekvencijama iznad 1,5-2 MHz. Ovo je potpuno neprikladno za rad sa ZX-Spectrum sklopom. Kakva je korist od sonde ako ne može čak ni pokazati brzinu procesora?

Ali nedavno sam na Youtube-u naišao na video predavanje o radu logičke sonde:

Predavanje o principima rada logičke sonde

Predavanje je veoma zanimljivo i informativno. Pogledajte u potpunosti!

Ovaj dizajn sonde me je veoma zainteresovao i odlučio sam da ga ponovim i proverim. Prema dijagramu sa predavanja, sve je funkcionisalo osim kaskade za određivanje nivoa „viseće“ jedinice. Međutim, to nije problem i napravio sam kaskadu na komparatoru. Ovde nema govora o performansama, jer... izraz "viseća jedinica" odnosi se na statičko stanje čipa.

Rezultat je bila sonda sa sljedećim krugom:

Kolo logičke sonde (uvećano klikom miša)

P.S. Krug sonde nije najidealniji, a po želji ga svakako možete učiniti jednostavnijim i boljim.

Opis kola i procesa postavljanja logičke sonde

Ulazni stupnjevi sonde su napravljeni na emiterskim sljedbenicima na tranzistorima VT1 i VT2. U početnom stanju (kada se ništa ne dovodi na ulaz sonde), tranzistori su zatvoreni, pa se logička 0 primjenjuje na ulaze DD1.1 preko otpornika R4, LED VD1 ne svijetli. Na isti način, tranzistor VT2 je zatvoren, a kroz otpornik R5, logika 1 se napaja na ulaze DD1.2, LED VD3 ne svijetli.

Kada se primeni signal sa nivoom log.0 (0...0.8V), tranzistor VT2 se otvara, log.0 se dovodi na ulaze DD1.2, LED VD3 svetli.

Kada se primeni signal sa nivoom log.1 (2...5V), tranzistor VT1 se otvara, log.1 se napaja na ulaze DD1.1, a LED VD1 svetli.

Otpornici R2-R3 na ulazu sonde postavljaju napon na oko 0,87-0,9V. One. Neophodno je da ovaj napon bude u rasponu od 0,8...0,9V kako LED VD3 ne bi svijetlio kada ulaz sonde nije nigdje spojen.

Na komparatoru DA3 napravljeno je kolo za određivanje “viseće jedinice”. Otpornici R6-R7 postavljaju napon reda veličine 0,92..0,95V, pri čemu će komparator utvrditi da je nivo “viseće jedinice” na ulazu i VD2 LED će zasvijetliti. Napon na 2DA2 ulazu je odabran tako da VD2 LED ne svijetli kada ulaz sonde nije nigdje spojen.

Boja LED dioda se može odabrati tako da je log.0 prikazan zelenom bojom, log.1 crvenom, a “viseća jedinica” žutom. Ne znam za vas, ali meni je zgodnije. Najbolje je uzeti prozirne (ne mat) LED diode VD1 i VD3, kako bi kristal bio jasno vidljiv, i, ako je moguće, svijetli, tako da je lakše zamijeniti ako LED svjetli čak i malo.

DD3 čip sadrži brojač impulsa koji pristižu na ulaz sonde. Kod kratkih impulsa koji nisu vidljivi oku, VD4-VD7 LED diode će redovno pokazivati ​​broj impulsa u binarnom obliku :) Koristeći dugme SB1, brojač se resetuje sa svim LED diodama koje se gase.

Invertori DD2 čipa služe da osiguraju da je aktivni nivo (kada se LED upali) log.0, jer TTL izlaz na log.0 je sposoban da isporuči struju do 16 mA do opterećenja. Sa izlaznom logikom 1, izlaz je sposoban da isporuči struju od 1 mA, a ako na njega spojimo LED (tako da svijetli s logičkom 1 na izlazu), preopteretiti ćemo izlaz. Otpornici koji ograničavaju struju odabrani su tako da maksimalna struja koja teče kroz LED diode ne prelazi 15 mA.

Sonda se napaja odvojenim napajanjem (koristio sam izvor napajanja iz bjeloruskog kasetofona). Stabilizator napona DA2 nalazi se na ploči sonde. S obzirom da trenutna potrošnja sonde nije prevelika, stabilizatorski čip se koristi bez dodatnog hladnjaka i ne pregrijava se.

Ulazna kola sonde VT1, VT2, DA3 napajaju se zasebnim izvorom referentnog napona DA1. Ovo je učinjeno jer kada se trenutna potrošnja sonde promijeni (na primjer, kada je većina LED dioda uključena) izlazni napon stabilizator DA2 se neznatno mijenja, a svi referentni naponi će se promijeniti u skladu s tim, što je neprihvatljivo.

“Zajednička” žica (GND) je odvojeno povezana sa strukturom koja se testira od sonde.

Brzina čipova sonde je dovoljna da pokaže impulse do frekvencije od 10 MHz. Na frekvenciji od 12 MHz, indikacija log.0 nestaje, ali se prikazuje log.1. Iz istog razloga, ulaz brojača je posebno povezan sa DD1.1 - kada se provjeravaju frekvencije iznad 10 MHz, brojač će brojati impulse sa indikacijom na LED diodama VD4..VD7.

Sonda je sastavljena na matičnoj ploči:

Ploča logičke sonde u kućištu markera

Logička sonda sa napajanjem

Proces rada sa sondom na Byte kompjuterskoj ploči možete vidjeti u videu:

Rad sa logičkom sondom

Mnogi radio-amateri suočeni su s digitalnim kolima i uređajima koji rade po zakonima Bulove algebra-logike. Imajući samo dva stanja, "nula" ili "jedan", digitalna kola su relativno laka za postavljanje i pouzdana u radu. Prilikom postavljanja digitalnih uređaja, vrlo je zgodno koristiti različite vrste logičkih sondi, to je jedna od najjednostavnijih logičkih sondi o kojoj će biti riječi u ovom članku.

Jednostavan krug logičke sonde:

Jedna od opcija za najjednostavnije sonde prikazana je na slici br. 1.

R1, R2 – 4,7 KOhm

VT1, VT2 – 2N2222

VD1 – zelena LED (bilo koja vrijednost)

VD2 – crvena LED (bilo koja vrijednost)

Rad i podešavanje kruga digitalne sonde:

Kolo se napaja iz Krona baterije od 9 volti. Princip rada kruga je prilično jednostavan, tranzistori VT1, VT2 imaju n-p-n vodljivost, pa kada dodirnete logičku nulu, svijetli LED VD1 (zelena ili boja koju ste zalemili).

Kada sondom dodirnete logički jedan nivo, tranzistor VT1 se otključava i LED VD2 svijetli. Ako dođete na nogu mikrokola koji generira dinamičke signale, obje LED diode će svijetliti slabo. Umjesto VD1 i VD2, možete zalemiti dvostruku LED diodu tipa MV5491, koja ima dvije boje sjaja (sa dinamičkim signalima na ulazu, takav LED će svijetliti žuto). Podešavanje rada sonde vrši se odabirom otpornika R1, R2 (umjesto toga je prikladnije koristiti rezne otpornike).

5 / 13 041

Print verzija

ZX-Spectrums skoro uvek koristi čipove sa TTL ulazima/izlazima, tako da bi bilo prikladno razmotriti kolo logičke sonde uzimajući u obzir nivoe TTL signala.

Ovdje ću malo ponoviti uobičajene istine, koje su već poznate svima zainteresovanima... Vrijednosti napona log.1 i log.0 za TTL se mogu vidjeti iz sljedeće šematske sheme:

Kao što vidite, ekstremni nivoi log.0 i log.1 za ulaze i izlaze se donekle razlikuju jedan od drugog. Za ulaz, log.0 će biti na naponu od 0,8V ili manje. I izlazni nivo log.0 je 0,4V ili manje. Za log.1 to će biti 2.0V i 2.4V, respektivno.

Ovo je učinjeno tako da ekstremni nivoi log.0 i log.1 za izlaze garantovano spadaju u opseg napona za ulaze. Zbog toga je napravljen tako mali „razmak“ u nivoima ulaza i izlaza.

Sve što spada u opseg napona između log.0 i log.1 (od 0.8V do 2.0V) logički element ne prepoznaje kao jedan od logičkih nivoa. Da ne postoji takva razlika u nivoima (2-0,8 = 1,2V), svaka smetnja bi se smatrala promjenom nivoa signala. I tako je logički element otporan na smetnje sa amplitudom do 1,2V, što je, vidite, vrlo dobro.

TTL ulazi imaju zanimljivu karakteristiku: ako ulaz nije nigdje spojen, tada mikrokolo "vjeruje" da se na njega primjenjuje logički 1. Naravno, takva "nepovezanost" je vrlo loša, makar samo zato što ulaz mikrokola koji visi "u zraku" "hvata" sve smetnje, zbog čega su mogući lažni pozitivni rezultati. Međutim, zanima nas nešto drugo - na ulazu "visi u zraku" uvijek postoji neki napon čija vrijednost pada u neodređenom intervalu između logičkih nivoa:

Ovdje bi trebao biti video, ali neće raditi osim ako ne omogućite JavaScript za ovu stranicu.

Ovaj nivo se naziva „viseća jedinica“, tj. kao da postoji jedinica (mikrokolo je smatra log.1), ali u stvarnosti je nema :)

U odnosu na proces popravke i postavljanja računara, koncept "viseće jedinice" je koristan jer ako se pokvari provodnik na ploči ili pregori izlaz bilo kojeg mikrokola, signal se ne šalje na ulaze mikrokola. spojen na njih, te će stoga postojati “viseća jedinica”, a ovaj trenutak se može snimiti, jer Već znamo približne nivoe napona u ovom stanju mikrokola (od 0,9V do 2,4V).

Odnosno, ako bi, na primjer, prema krugu, ulaz mikrokola trebao biti spojen negdje, ali u stvarnosti nije 0 ili 1, već "visi", onda ovdje nešto nije u redu. Ovo je vrlo korisno u smislu procesa popravke!

Na osnovu gore navedenog, možemo formulirati tehničku specifikaciju za kreiranje logičke sonde:
- Napon od 0 do 0,8V uključujući i smatra se log.0;
- Napon od 2.0V do 5.0V se smatra log.1;
- Naponi od 0,9V do 2,4V se smatraju "visinom jedinicom".

Različiti dizajni logičkih sondi

Malo "naprednija" verzija ove šeme:

Koristio sam ovaj uzorkivač oko 18 godina. Uprkos svojoj jednostavnosti, ova sonda pokazuje sve: log.0, log.1. Čak pokazuje i „viseću jedinicu“ - dok LED (log.1) jedva da svetli. Možete odrediti radni ciklus impulsa prema svjetlini LED dioda. Ova sonda ne pregori ni kada se na njene ulaze primjenjuju naponi od -5V, +12V i više! Kada se -5V primeni na sondu, LED (log.0) svetli veoma velikom osvetljenošću. Na +12V na ulazu, LED (log.1) svijetli velikom svjetlinom. Ukratko, neuništiva šema :)

Za snimanje kratkih impulsa koji nisu vidljivi oku (na primjer, impuls za odabir porta), pričvrstio sam "zasun" na sondu na polovini TM2 okidača:

Izgled sonde:

Vaša vlastita verzija logičke sonde

Pokušao sam da napravim logičku sondu sa indikacijom „visine“ na komparatorima. U statici je sve radilo i detektovano, ali se u dinamici pokazalo da sonda ne radi. Problem je u brzini komparatora. Komparatori koji su mi dostupni (LM339, K1401CA1, KR554CA3 itd.) su dosta spori i ne dozvoljavaju rad na frekvencijama iznad 1,5-2 MHz. Ovo je potpuno neprikladno za rad sa ZX-Spectrum sklopom. Kakva je korist od sonde ako ne može čak ni pokazati brzinu procesora?

Ali nedavno sam na Youtube-u naišao na video predavanje o radu logičke sonde:

Predavanje o principima rada logičke sonde

Predavanje je veoma zanimljivo i informativno. Pogledajte u potpunosti!

Ovaj dizajn sonde me je veoma zainteresovao i odlučio sam da ga ponovim i proverim. Prema dijagramu sa predavanja, sve je funkcionisalo osim kaskade za određivanje nivoa „viseće“ jedinice. Međutim, to nije problem i napravio sam kaskadu na komparatoru. Ovde nema govora o performansama, jer... izraz "viseća jedinica" odnosi se na statičko stanje čipa.

Rezultat je bila sonda sa sljedećim krugom:

P.S. Krug sonde nije najidealniji, a po želji ga svakako možete učiniti jednostavnijim i boljim.

Opis kola i procesa postavljanja logičke sonde

Kada se primeni signal sa nivoom log.0 (0...0.8V), tranzistor VT2 se otvara, log.0 se dovodi na ulaze DD1.2, LED VD3 svetli.

Kada se primeni signal sa nivoom log.1 (2...5V), tranzistor VT1 se otvara, log.1 se napaja na ulaze DD1.1, a LED VD1 svetli.

Otpornici R2-R3 na ulazu sonde postavljaju napon na oko 0,87-0,9V. One. Neophodno je da ovaj napon bude u rasponu od 0,8...0,9V kako LED VD3 ne bi svijetlio kada ulaz sonde nije nigdje spojen.

Na komparatoru DA3 napravljeno je kolo za određivanje “viseće jedinice”. Otpornici R6-R7 postavljaju napon reda veličine 0,92..0,95V, pri čemu će komparator utvrditi da je nivo “viseće jedinice” na ulazu i VD2 LED će zasvijetliti. Napon na 2DA2 ulazu je odabran tako da VD2 LED ne svijetli kada ulaz sonde nije nigdje spojen.

Boja LED dioda se može odabrati tako da je log.0 prikazan zelenom bojom, log.1 crvenom, a “viseća jedinica” žutom. Ne znam za vas, ali meni je zgodnije. Najbolje je uzeti prozirne (ne mat) LED diode VD1 i VD3, kako bi kristal bio jasno vidljiv, i, ako je moguće, svijetli, tako da je lakše zamijeniti ako LED svjetli čak i malo.

DD3 čip sadrži brojač impulsa koji pristižu na ulaz sonde. Kod kratkih impulsa koji nisu vidljivi oku, VD4-VD7 LED diode će redovno pokazivati ​​broj impulsa u binarnom obliku :) Koristeći dugme SB1, brojač se resetuje sa svim LED diodama koje se gase.

Invertori DD2 čipa služe da osiguraju da je aktivni nivo (kada se LED upali) log.0, jer TTL izlaz na log.0 je sposoban da isporuči struju do 16 mA do opterećenja. Sa izlaznom logikom 1, izlaz je sposoban da isporuči struju od 1 mA, a ako na njega spojimo LED (tako da svijetli s logičkom 1 na izlazu), preopteretiti ćemo izlaz. Otpornici koji ograničavaju struju odabrani su tako da maksimalna struja koja teče kroz LED diode ne prelazi 15 mA.

Sonda se napaja odvojenim napajanjem (koristio sam je sa bjeloruskog kasetofona). Stabilizator napona DA2 nalazi se na ploči sonde. S obzirom da trenutna potrošnja sonde nije prevelika, stabilizatorski čip se koristi bez dodatnog hladnjaka i ne pregrijava se.

Ulazna kola sonde VT1, VT2, DA3 napajaju se zasebnim izvorom referentnog napona DA1. To je učinjeno jer se pri promjeni trenutne potrošnje sonde (na primjer, kada je većina LED dioda uključena), izlazni napon DA2 stabilizatora se neznatno mijenja, pa će se prema tome mijenjati svi referentni naponi, što je nedopustivo.