Вы здесь:
Главная » Новое на сайте » Пробник для проверки цифровых устройств.

Пробник для проверки цифровых устройств.

Пробник для проверки цифровых устройств.В радиолюбительской практике часто бывает необходимо про­верить состояние сигнала в различных участках устройства. В большинстве случаев это делают с помощью осциллографа. Но такой прибор не всегда имеется под рукой, да и приобрести его под силу не каждому начинающему радиолюбителю. Опре­деленную помощь при отсутствии осциллографа могут оказать различные пробники. Например, такой, о котором рассказыва­ется в предлагаемой статье.

Пробник предназначен для контро­ля формы сигналов в устройствах, выполненных на цифровых микросхе­мах. Он позволяет определять постоян­ный сигнал низкого или высокого уров­ня и переменный сигнал прямоугольной формы (плавно нарастающий либо спа­дающий). Пробник работает в диапазо­не частот от 0 до 50 кГц.
Определение плавного нарастания или спада сигнала происходит с помощью двух пороговых устройств, которые сра­батывают при разных напряжениях вход­ного сигнала. Последовательность сраба­тывания этих устройств (первое, затем второе или второе, затем первое) и опре­деляет — нарастает входной сигнал или спадает. Запоминание последовательности срабатывания (для осуществления со­ответствующей индикации) происходит с помощью двух РS-тригтеров (рис. 1).

Пробник для проверки цифровых устройств.

Первое пороговое устройство вы­полнено на транзисторах VТ1 и VТ2. По­рог его переключения — 1,5 В. Транзис­тор VТ1 служит для повышения входно­го сопротивления устройства. Конден­сатор С1 необходим для обострения фронта импульсов, поступающих на транзистор VТ1, на высоких частотах.

Второе устройство выполнено на элементе DD2.1. Порог его переключе­ния -0,5 Uпит.

Первый триггер выполнен на элемен­тах DD1.2 и DD1.3 второй — на элемен­тах DD2.2 и DD2.3. Индикация формы сигнала осуществляется с помощью че­тырех светодиодов или как в авторском варианте, четырех элементов семисегментного светодиодного индикатора.

Для пояснения работы устройства на рис. 2 представлены временные диа­граммы, показывающие состояние сиг­нала в соответствующих контрольных точках пробника.

Подадим на вход пробника сигнал треугольной, а затем прямоугольной формы (диаграмма А). Дальнейшее преобразование входного сигнала вну­три устройства показано на диаграм­мах В—G. Работа индикаторов в соот­ветствии с входным сигналом показана над диаграммой А.

В начальный момент времени на вхо­де устройства низкий уровень. Транзис­тор VТ1 закрыт, а VT2 открыт, следова­тельно, на входе элемента 001.1 высо­кий уровень и, соответственно, на его выходе — низкий (точка С1. Этот уро­вень включает светодиод Н1.2, устанав­ливает на выходе элемента DD1.4 (точ­ка Е) высокий уровень, запрещающий работу светодиода НИ (индицирующе­го фронт сигнала), «устанавливает» первый триггер (выполненный на эле­ментах DD1.2 и DD1.3), т. е. на ег о выхо­де появляется высокий уровень (точка D), «сбрасывает» второй триггер (элементы DD2.2 и DD2.3), в результате че­го на его выходе появляется низкий уровень (точка F), который, в свою оче­редь, устанавливает на выходе элемен­та DD2.4 (точка G) высокий уровень, за­прещающий работу светодиода HL4 (индицирующего спад сигнала).

Низкий уровень входного сигнала ус­танавливает на выходе элемента DD2.1 (точка В) высокий уровень, который за­прещает работу светодиода HL3 (инди­цирующего высокий уровень входного сигнала). В итоге из четырех светодио-дов светит только HL2, индицируя низ­кий уровень входного сигнала.

По мере роста напряжения входного сигнала, когда оно достигнет 1,5 В (мо­мент времени t,), сработает первое по­роговое устройство, т. е. транзистор VT2 откроется и на входе элемента DD1.1 будет низкий уровень, а на его I выходе — высокий (точка С). Он запре­тит работу светодиода HL2, установит на выходе элемента DD1.4 низкий уро­вень (так как на оба его входа будет по­дан высокий уровень), который включит светодиод HL1 (индицирующий фронт сигнала), не изменит состояния свето-диодов HL3 и HL4 (они выключены).

Таким образом, в пробнике произой­дет переключение индикации (с HL2 на HL1) и он будет показывать, что сигнал имеет плавный фронт.

Дальнейший рост напряжения входно­го сигнала до 0,5 Uпит (момент времени t2) приведет к срабатыванию второго поро­гового устройства, когда элемент DD2.1 переключится и на его выходе (точка В) появится низкий уро­вень. Он включит све­тодиод HL3 (индициру­ющий высокий уровень сигнала), «сбросит» первый триггер — на его выходе появится низкий уровень (точка D), в результате чего на выходе элемента DD1.4 установится высокий уровень, который за­претит работу светоди­ода HL1, «установит» второй триггер, но в то­же время установит вы­сокий уровень на выхо­де элемента DD2.4, ко­торый запретит работу светодиода HL4, не из­менит состояния све­тодиода HL2 (он вы­ключен). В итоге проб­ник будет показывать, что на его входе сигнал высокого уровня.

Последующий рост напряжения входного сигнала не вызовет ни­каких изменений в ин­дикации, поскольку в данной конструкции высоким считается уровень входного сигнала свыше 0,5 Unит.

Теперь рассмотрим процессы, про­исходящие при уменьшении напряже­ния входного сигнала.

При снижении напряжения входного сигнала до 0,5 Uml (момент времени t3) элемент DD2.1 переключится обратно. На его выходе появится высокий уровень, который запретит работу светодиода HL3, установит на выходе элемента DD2.4 (точка G) низкий уровень (ведь на оба его входа будет подан высокий уровень), ко­торый включит светодиод HL4 (индициру­ющий спад сигнала), не изменит состоя­ния светодиодов HL1 и HL2 (они выключе­ны). Пробник будет показывать, что вход­ной сигнал имеет плавный спад.

Дальнейшее снижение напряжения входного сигнала до 1,5 В (момент вре­мени t4) приведет к тому, что транзистор VT2 закроется, на выходе элемента DD1.1 появится низкий уровень. Он включает светодиод HL2, «сбрасывает» второй триггер — на его выходе появля­ется низкий уровень (точка F), который, в свою очередь, устанавливает на выхо­де элемента DD2.4 (точка G) высокий уровень, запрещающий работу светоди­ода HL4, «устанавливает» первый триг­гер, устанавливает на выходе элемента DD1.4 высокий уровень, запрещающий работу светодиода HL1, не изменяет со­стояния светодиода HL3 (он выключен).

Таким образом, все элементы воз­вращаются в первоначальное состоя­ние, и пробник показывает, что на его входе сигнал низкого уровня.

Поочередное включение светодио­дов хорошо заметно, если на вход проб­ника подавать треугольное напряжение с частотой нескольких герц. При повы­шении частоты индикация сливается в единый рисунок.

При отсутствии генератора можно вос­пользоваться переменным резистором, подключив его между источником питания и общим проводом, а сигнал подавать сдвижка резистора на вход пробника. Из­меняя движком напряжение от нуля до Uпит и обратно, получим плавно нарастающий, а затем спадающий сигнал, т. е. увидим поочередное включение светодиодов.

Если подавать на вход пробника сиг­нал прямоугольной формы, светодиоды HL1 и HL4 (фронт и спад) включаются на весьма короткое время, что на глаз практически не заметно. Иначе говоря, пробник индицирует только низкий и высокий уровни, что и соответствует сигналу прямоугольной формы. При ча­стоте входного сигнала в несколько герц светодиоды перемигиваются.

Если амплитуда входного сигнала не превышает 0,5 Unит пробника, светодио­ды высокого уровня и спада включаться не будут. Эту особенность необходимо учитывать при проверке устройств и. в зависимости от напряжения питания проверяемой конструкции, варьиро­вать напряжение питания пробника.

 В авторском варианте пробник пита­ется от батареи «Крона» напряжением 9 В, а для проверки пятивольтовых кон­струкций напряжение понижается ста­билизатором до 5 В.

Кроме указанных на схеме, допусти­мо использовать следующие детали: транзисторы VT1 и VT2 — серий КТ3102, КТ312. КТ342, светодиоды — любые, которые будут светить при токе 2…3 мА, либо семисегментный индикатор АЛС321Б или аналогичный.

Правильно собранная конструкция в налаживании не нуждается. Желатель­но только проверить работу конструкции, как описано выше, контролируя вольтме­тром напряжение входного сигнала.

Редактор — Б. Иванов, графика — Ю. Андреев, фото — автора. 

Источник: Радио, 06-2005г.

 






ПОДЕЛИТЕСЬ С ДРУЗЬЯМИ:


Популярность: 3 414 просм.
Вы можете следить за комментариями к этой записи через RSS 2.0. Вы можете оставить комментарий:.

Ваш комментарий


Прислать свою поделку!

А ТАКЖЕ ЕЩЁ ИНТЕРЕСНОЕ:



MasterVintik