Логический пробник схема. Логический пробник: схема, принцип работы и применение в радиоэлектронике — Производство и поставка электростанций, Бензиновые и дизельные генераторы от 1 до 100 кВт. Мини ТЭЦ на базе двигателя Стирлинга.

Как работает логический пробник для тестирования цифровых схем. Какие бывают типы логических пробников. Как собрать простой логический пробник своими руками. На что обратить внимание при выборе готового логического пробника.

Содержание

Что такое логический пробник и для чего он нужен

Логический пробник — это простой и удобный инструмент для тестирования и отладки цифровых электронных схем. Он позволяет определить логический уровень (0 или 1) в различных точках схемы, а также обнаружить наличие импульсных сигналов.

Основные функции логического пробника:

Индикация логического уровня (высокого или низкого)
Обнаружение импульсных сигналов
Проверка работоспособности цифровых микросхем
Поиск обрывов и коротких замыканий на печатных платах
Отладка цифровых устройств

Логические пробники широко применяются радиолюбителями и профессионалами при разработке, ремонте и обслуживании различной цифровой техники.

Принцип работы логического пробника

Принцип работы логического пробника основан на определении напряжения в исследуемой точке схемы и индикации соответствующего логического уровня:

Низкий уровень (логический 0) — напряжение ниже определенного порога (обычно 0.8В для ТТЛ-схем)
Высокий уровень (логическая 1) — напряжение выше порога (обычно 2В для ТТЛ-схем)
Неопределенное состояние — напряжение между пороговыми значениями

Для индикации используются светодиоды разных цветов. Некоторые модели также имеют звуковую индикацию и цифровой дисплей.

Основные типы логических пробников

Существует несколько основных типов логических пробников:

1. Простые пробники со светодиодной индикацией

Самый распространенный тип. Состоит из нескольких светодиодов, индицирующих логические уровни и наличие импульсов. Простые в изготовлении и использовании.

2. Пробники с цифровой индикацией

Оснащены цифровым дисплеем, показывающим напряжение или логический уровень в числовом виде. Позволяют более точно определять пороговые значения.

3. Многофункциональные логические пробники

Имеют расширенный функционал — подсчет импульсов, измерение частоты, генерация тестовых сигналов и т.д. Часто выполнены в виде портативных приборов.

Схема простого логического пробника

Рассмотрим схему простого логического пробника на трех светодиодах:

«` R1 R2 VT1 VT2 LED1

LED2 LED3 +5V GND «`

Принцип работы:

Входной сигнал подается на базу транзистора VT1 через резисторы R1 и R2
При низком уровне входного сигнала загорается LED1 (красный)
При высоком уровне загорается LED2 (зеленый)
LED3 (желтый) мигает при наличии импульсов

Такая схема позволяет определять логические уровни и наличие импульсных сигналов в цифровых схемах.

Как собрать логический пробник своими руками

Для сборки простого логического пробника потребуется:

Печатная плата
Транзисторы (2 шт)
Резисторы (4-5 шт)
Светодиоды (3 шт)
Щуп
Провода
Корпус

Порядок сборки:

Разработать или найти готовую схему пробника
Изготовить печатную плату по схеме
Припаять компоненты согласно схеме
Подключить щуп и провода питания
Поместить схему в подходящий корпус
Проверить работоспособность на известных логических уровнях

На что обратить внимание при выборе готового логического пробника

При выборе готового логического пробника стоит учитывать следующие характеристики:

Диапазон входных напряжений
Тип индикации (светодиоды, дисплей, звук)
Наличие дополнительных функций (подсчет импульсов, измерение частоты и т.д.)

Возможность работы с разными логическими уровнями (ТТЛ, КМОП)
Автономность питания
Защита от перегрузки по входу
Габариты и удобство использования

Выбор конкретной модели зависит от задач и бюджета. Для большинства радиолюбительских применений достаточно простого пробника со светодиодной индикацией.

Применение логического пробника в радиоэлектронике

Логический пробник — незаменимый инструмент при работе с цифровыми схемами. Основные области применения:

Проверка работоспособности логических микросхем
Поиск неисправностей в цифровых устройствах
Отладка микропроцессорных систем
Проверка линий передачи данных
Контроль сигналов на выводах микросхем
Обнаружение «плавающих» входов и помех

Использование логического пробника значительно упрощает диагностику и ремонт цифровой техники.

Преимущества и недостатки логических пробников

Основные преимущества логических пробников:

Простота и удобство использования
Компактные размеры
Низкая стоимость
Возможность быстрой проверки логических уровней
Не требуют настройки и калибровки

Недостатки:

Ограниченная функциональность по сравнению с осциллографами
Невозможность измерения точных значений напряжения
Зависимость от питания тестируемой схемы (для простых моделей)
Могут давать ложные показания при работе с высокочастотными сигналами

Несмотря на недостатки, логические пробники остаются востребованным инструментом благодаря своей простоте и эффективности в большинстве практических задач.

Заключение

Логический пробник — простой, но мощный инструмент для работы с цифровыми схемами. Он позволяет быстро определять логические уровни, обнаруживать импульсы и находить неисправности. Понимание принципов работы и правильное использование логического пробника значительно упрощает разработку и обслуживание цифровых устройств.

Каталог радиолюбительских схем. ЛОГИЧЕСКИЙ ПРОБНИК С ДВУМЯ СВЕТОДИОДАМИ.

Каталог радиолюбительских схем. ЛОГИЧЕСКИЙ ПРОБНИК С ДВУМЯ СВЕТОДИОДАМИ. ЛОГИЧЕСКИЙ ПРОБНИК С ДВУМЯ СВЕТОДИОДАМИ
Этот пробник позволяет контролировать логические уровни в различных цепях устройств на цифровых микросхемах, проверять наличие импульсов и приблизительно оценивать их
скважность. Кроме того, он позволяет определить и “третье состояние”, когда уровень логического сигнала находится между 0 и 1. Для этих целей в пробник введены два светодиода (рис. 2): HL1 — зеленого свечения, HL2 — красного.
Пробник состоит из усилителя на транзисторе VT1, повышающего его входное сопротивление, и двух электронных ключей — на транзисторах VT2 и VT3. Первый ключ управляет светодиодом зеленого свечения, второй — красного.
При напряжении на щупе ХР1 относительно общего провода (минус источника питания) более 0,4 В, но менее 2,4 В (“третье состояние”), транзистор VT2 открыт, светодиод HL1 не горит.
В то же время транзистор VT3 закрыт, поскольку падения напряжения на резисторе R3 недостаточно для полного открывания диода VD1 и создания нужного смещения на базе транзистора. Поэтому светодиод HL2 также не светится.
Когда напряжение на входном щупе пробника будет менее 0,4 В, транзистор VT2 закроется, загорится светодиод HL1, индицируя уровень логического 0. При напряжении на щупе ХР1 более 2,4 В открывается транзистор VT3, загорается светодиод HL2, индицируя уровень логической 1.
Если на вход пробника подано импульсное напряжение, скважность импульсов приблизительно оценивают по яркости свечения того или иного светодиода.
Кроме указанных на схеме, в пробнике можно использовать другие маломощные кремниевые транзисторы соответствующей структуры, например, серий КТ312, КТ201 (VT1, VT3), КТ203 (VT2), любой кремниевый диод (VD1), светодиоды серий АЛ 102, АЛ307, АЛ314 зеленого (HL1) и красного (HL2) свечения.

Пробник можно смонтировать в любим подходящем корпусе, расположив на его поверхности в удобном месте светодиоды. Из корпуса выводят многожильные монтажные проводники в поливинилхлоридной изоляции со щупами ХР2 и ХРЗ на концах — щупы подключают к источнику питания проверяемой конструкции.
При налаживании пробника подбором резистора R1 добиваются отсутствия свечения светодиодов в исходном состоянии — при отключенном щупе ХР1. Подав же на этот щуп напряжение 2,4 В, подбором резистора R6 добиваются зажигания светодиода HL2.
С. ПЕРЕВОЗЧИКОВ
г. Обнинск Калужской обл.
РАДИО № 3, 1986 г., с. 55.

Содержание
© Каталог радиолюбительских схем
Все права защищены. Радиолюбительская страница.

Перепечатка разрешается только с указанием ссылки на данный сайт.
Пишите нам. E-mail: [email protected] или [email protected]. Я радиолюбитель

Персональный сайт Steve Key — Усовершенствованный логический ТТЛ–пробник
Меню сайта
Усовершенствованный логический ТТЛ–пробник
Данный пробник будет полезен тем, кому приходится налаживать различные электронные устройства на логических микросхемах (причем не только ТТЛ–логики, но и схемы, в которых ТТЛ– и КМОП–микросхемы применяются совместно). Обычно в таких схемах подавляющая часть цепей — импульсные, сигналы в которых невозможно измерить обычным вольтметром (и даже цифровым), а осциллограф выдает слишком много аналоговой информации, которую следует преобразовывать в уме (прикидывать, например, будет ли данный уровень логической единицей или нет и даже прямое определение частоты сигнала невозможно — ее приходится вычислять, исходя из периода), возможность же увидеть форму цифрового сигнала нужна редко. Частоты задающих генераторов и коэффициенты деления задаются еще на этапе разработки схемы и, как правило, не меняются со временем (а при неисправностях отдельных элементов колебания просто пропадают), поэтому и применение частотомера не всегда оправдано. Таким образом, логический пробник является наиболее удобным прибором для наладки устройств на цифровых микросхемах, не говоря уже о его габаритах и массе. Немаловажно также то, что его может сравнительно быстро изготовить даже начинающий радиолюбитель.
В [1] была опубликована статья, в которой описывался логический пробник, позволяющий не только определять состояние логических цепей, но и подсчитывающий количество поступивших импульсов, а также дающий возможность «на слух” контролировать поступающие на его вход колебания в диапазоне от звуковых частот до 10 МГц.
В то же время этой схеме были свойственны определенные недостатки, не позволяющие работать с пробником с максимальным удобством, а также были допущены некоторые неточности при рассчете схемы. При повторении мною этой конструкции в схему были внесены некоторые изменения, позволившие упростить обращение с пробником и уточнены индицируемые логические уровни при сохранении всех положительных качеств исходной схемы.
Так, следует признать неудачным выбор порогов, разделяющих логические уровни ТТЛ–логики: ниже 0,4 В — логический 0; от 0,4 В до 2,4 В — неопределенное состояние; выше 2,4 В — логическая 1. Данные напряжения соответст-вуют выходным логическим уровням ТТЛ, т. е., позволяют судить о том, насколько правильно работает выход микросхемы, практически же более удобно знать, как данное состояние логической цепи воспримет вход следующей микросхемы. Исходя из этого, логические пороги были выбраны соответствующими входным уровням ТТЛ–микросхем: 0,8 В и 2,0 В (см., например, [3]). На самом деле, если плавно поднимать напряжение на входах цифровой микросхемы (без триггера Шмидта, на-пример, К155ЛА3) от нуля и до напряжения питания, то на ее выходе будет получен довольно быстрый перепад напряжения от логической единицы к логическому нулю (или наоборот, если взять микросхему без инвертора) при достижении некоторого порога, а не плавное снижение (нарастание) напряжения. Данный порог фиксирован (на уровне 1,5 В) только у новых серий микросхем (например, 1533 и 1531), а у старых (155, 555 и 531) он может отклоняться в некоторых пределах («плавающий” у разных экземпляров).
То есть, если иметь в виду только перспективные серии микросхем, то индикация неопределенного состояния практически не нужна — можно считать, что логический 0 — это напряжение ниже 1,5 В, а логическая 1 — соответственно, выше 1,5 В. Но так как старые серии микросхем будут использоваться еще много лет, а также потому, что нет особого смысла выдерживать подобную точность, в данном пробнике была оставлена индикация неопределенного состояния. Также в [1] не очень удобно была сделана индикация количества поступивших на вход логических импульсов (в двоичном коде), многие ли с одного взгляда могут определить, например, какое это число (двоичное): 101? А выбор коэффициента деления входных частот для прослушивания на головной телефон — чем можно объяснить число 4096, кроме стремления полностью использовать все элементы микросхемы (при этом входные частоты от 30 кГц до 200 кГц никто не услышит — ведь частоты, воспринимаемые человеческим ухом общеизвестны).
С учетом этих замечаний схема была несколько изменена: она содержит теперь 6 микросхем, в том числе один цифровой семисегментный светодиодный индикатор.

Пробник отображает тремя светодиодами логические состояния входа: ноль, неопределенное и единицу. Время индикации коротких импульсов удлиняется для того, чтобы их можно было визуально наблюдать, при желании растягивание импульсов можно отключить, тогда по сравнительной яркости светодиодов можно судить о скважности и прямоугольности входного сигнала.
Для определения числа пришедших на вход импульсов пробник снабжен счетчиком и цифровым индикатором, позволяющим отображать число от 0 до 9 (а десятичная точка представляет собой единицу переноса в старший разряд, т. е. можно считать до 20 импульсов). При необходимости этот счетчик можно сбросить на 0, чтобы удобнее было вести отсчет.
Пробник также позволяет судить о частоте сигнала «на слух”, т. е. сравнивать частоты по принципу «боль-ше–меньше”, а после некоторой тренировки — и приблизительно определять значение поступающей на вход частоты. Для этого в нем установлен пьезокерамический излучатель звука HA1, подключенный к выходу делителя на 2 (для звуковых частот от 100 Гц до 30 кГц — деление на два необходимо для того, чтобы независимо от формы импульсов на входе на пьезодинамик поступал сигнал со скважностью 2, т. к. узкие импульсы можно и не услышать) или к выходу делителя на 640 (для частот от 32 кГц до 10 МГц). При рассчете было принято во внимание, что большинство людей слышат частоты от 50 Гц до 15 кГц.
На входе пробника используются два эмиттерных повторителя (отдельно для логических 0 и 1) на транзисторах VT1 и VT2. Резистор R1 защищает их от перегрузок при подаче на вход напряжений, выходящих за пределы 0–5 В. Резисторы R2 и R3 являются нагрузками для повторителей, а также заземляющим (R2) и подпитывающим (R3) для входов логических микросхем. Элементы DD1.1 и DD2.2 формируют пороги логических уровней для последующих блоков, поэтому данные микросхемы были выбраны из серии 1533 — у них фиксирован входной порог, что положительно сказывается на стабильности схемы. Элемент DD1.2 формирует сигнал неопределенного состояния входа.
С выходов этих трех элементов сформированные сигналы (активный уровень — низкий) поступают на входы трех одновибраторов на элементах DD2.1, DD2.3 и DD2.4, которые управляют светодиодами, индицирующими логические состояния на входе пробника. Другие входы одновибраторов подключены через резисторы R14–R16 к микропереключателю SA1, который управляет всеми функциями данного пробника, в частности, в положении, показанном на схеме, одновибраторы растягивают поступившие на них импульсы для надежного восприятия коротких импульсов глазом. В другом положении SA1 удлинения импульсов не происходит, при этом скважность входного сигнала можно оценить «на глаз”, сравнивая яркость свечения светодиодов HL1 и HL3, а прямоугольность — по яркости свечения HL2: чем он ярче, тем более пологие фронты и спады импульсов, если же они прямоугольны — HL2 не светится.
Десятичный счетчик DD3, вход C0 которого подключен к выходу элемента DD1.1, формирующего сигнал логи-ческой единицы, подсчитывает количество поступивших положительных перепадов входного сигнала. Если же этот вход подключить к выходу элемента DD2.2 — он будет подсчитывать отрицательные перепады. К выходам DD3 подключен дешифратор DD4 с индикатором DD6, отображающие количество поступивших импульсов в десятичном виде. Сброс счетчика на 0 происходит во время переключения (пролета) контактов переключателя SA1, т. к. только в это время на обоих входах R0 и R1 счетчика DD3 присутствует логическая единица. Поскольку нижнее по схеме положение переключателя SA1 используется для работы с большими частотами на входе, а не с отдельными импульсами, в этом положении на вход OE дешифратора подается логический ноль для гашения индикатора с целью снижения потребляемой мощности.
К выходу 3 счетчика DD3 подключен счетчик–делитель на 64, образованный шестью элементами микросхемы DD5. С выхода 0 счетчика DD3 и с выхода Q12 DD5 импульсы подаются на элементы DD1.4 и DD1.3, другие входы которых подключены к переключателю SA1, разрешающему прохождение входной частоты, деленной на 2 или на 640, на пьезодинамик HA1 для контроля частоты на слух. В показанном на схеме положении SA1 элемент DD1.3 выключен, а DD1.4 включен — на HA1 проходит сигнал с частотой, в 2 раза меньшей, чем на входе пробника. При переключении SA1 в другое положение через элемент DD1.3 на HA1 будет проходить входная частота, деленная на 640.
С выхода 3 микросхемы DD3 сделан также отвод на внешний разъем для подключения к данному пробнику час-тотомера, поэтому пробник может использоваться как активный входной щуп для измерения частоты цифровых сигналов (показания частотомера в этом случае следует умножать на 10). Деление на 10 используется здесь для того, чтобы на вход можно было подавать частоты до 10 МГц, в то время как на внешний разъем поступает сигнал частотой всего до 1 МГц, что позволяет использовать относительно дешевый частотомер.
Выход Q01 счетчика DD5 через транзистор VT3 управляет свечением десятичной точки на индикаторе, отобра-жающей собой единицу переноса в старший разряд, т. к. на выходе Q01 формируется входная частота, деленная на 20 (светящаяся точка обозначает, что к показанию индикатора следует прибавить 10).
Корпусом пробника служит пластмассовый футляр от шариковой ручки размерами 1492115 мм, на одном торце которого на пластмассовом конусе установлена в качестве входного щупа стальная швейная игла (ею очень удобно прокалывать лак на выводах радиодеталей и печатных дорожках плат), а на противоположном — гнездовая часть стереофонического аудиоразъема, имеющего штырек диаметром 3,5 мм, к ответной части которого припаяны провода, через которые подводится питание (как правило, от проверяемой конструкции) и передается выходной сигнал. Концы проводов снабжены зажимами типа «крокодил”. Питание пробника возможно и от автономного блока питания, но в этом случае следует соединить вместе «общие” провода пробника и проверяемой схемы.
На лицевой стороне корпуса сделаны отверстия, в которые вставлены распаянные на плате светодиоды, отобра-жающие логические уровни, и семисегментный индикатор, показывающий количество поступивших на вход пробника импульсов. Сбоку корпуса в удобном (для нажатия указательным или большим пальцем руки, держащей пробник) месте размещена головка кнопки, изготовленная из корпуса вышедшего из строя светодиода круглой формы в цельнопластмассовом корпусе, находящаяся напротив кнопки микропереключателя.
Все детали пробника смонтированы на специально изготовленной односторонней печатной плате, большая часть соединений сделана печатными проводниками, остальные — тонким проводом во фторопластовой изоляции. Неуказанные на схеме выводы микросхем никуда не присоединяются. Питание на микросхемы DD1, DD2 и DD5 подается стандартно: +5 В — на ножку с наибольшим номером, 0 В (общий провод) — на ножку с номером, в два раза меньшим. Электролитические конденсаторы C1–C3 размещены над микросхемами, так же размещен пьезоэлемент HA1, напротив которого в корпусе сделано несколько мелких отверстий для прохождения звука.
Микросхемы DD1–DD3 в пробнике можно заменить на аналогичные из серий 555, 155, 1531 и даже 531, но это приведет к увеличению потребляемого тока и снижению стабильности работы (гораздо лучше было бы поставить и DD3 из серии 1533), DD5 можно без ограничений заменить на аналогичную из серий 176 или 564, а вместо DD4 можно использовать, например, К514ИД1 вместе с заменой DD6 на индикатор с общим катодом и соответствующим рабочим током (в случае использования других дешифратора и индикатора их можно согласовать, как описано в [2]). Индикатор следует выбирать, исходя из подходящих габаритов, размера знакоместа и яркости свечения (лучше всего с крупной цифрой красного цвета).
Диоды VD1 и VD2 — любые маломощные, светодиоды подойдут также любые подходящего размера, но лучше использовать светодиоды прямоугольной формы красного цвета свечения — красные светодиоды дают большую яркость, чем желтые и зеленые (при том же токе). Светодиоды следует брать одинакового цвета, т. к. иначе будет невозможно сравнить их яркость для определения скважности импульсов. Транзисторы можно применить любые кремниевые маломощные высокочастотные подходящей структуры и раз-мера, с коэффициентом усиления около 100. Резисторы можно взять типа МЛТ мощностью 0,125 Вт (R1 — 0,25 Вт), конденсаторы — К50–6 или аналогичные. Переключатель SA1 — любой малогабаритный «концевик” с одним переключающим контактом, фиксируемый только в одном (отжатом) положении. Пьезоизлучатель HA1 можно взять, например, от электронных наручных часов «с музыкой” или «говорящих”.
Особо следует сказать о питании пробника. Для его надежной работы параллельно микросхемам DD1–DD3 следует установить шунтирующие керамические конденсаторы емкостью 0,1 мкФ, такой же конденсатор нужно установить на питающие шины около разъема. На вводе в пробник питания следует также установить электролитический конденсатор сравнительно большой емкости — 50–100 мкФ. Для защиты от неправильного подключения питания проще всего в разрыв плюсового питающего провода уста-новить германиевый диод типа Д310 (следует брать диоды с минимальным прямым падением напряжения) так же, как сделано в [1], но в этом случае питающее напряжение будет «подсажено” примерно на 0,2 В, а от подачи повышенного напряжения питания пробник не будет защищен.
Лучшим (для пробника), но снижающим удобство работы вариантом будет установка параллельно входным пи-тающим клеммам на плате стабилитрона на напряжение примерно 5,5–6,0 В, а вместо вышеупомянутого диода — предохранителя на 250 мА, который выдержит нормальный питающий ток пробника, а при превышении напряжения питания или при переполюсовке будет сожжен повышенным током. Недостатком этого схемного решения является необходимость заменять предохранитель (да и не каждый блок питания проверяемой конструкции может выдержать повышенный потребляемый ток).
Возможен и другой способ преодоления этого недостатка — если вместо предохранителя использовать резистор, который при повышении потребляемого тока ограничивал бы питающее напряжение. Для рассеивания довольно большой выделяемой на таком резисторе мощности изготовить его можно из провода с большим сопротивлением (предварительно рассчитав его длину и диаметр), который следует использовать вместо плюсового питающего провода.
Максимальный потребляемый ток пробника — около 200 мА, причем сама логическая схема потребляет всего около 40 мА, а остальное — индикация (особенно семисегментный индикатор). При желании можно несколько снизить потребляемую мощность — светодиоды вполне приемлемо светятся и от 5 мА (а некоторые — и от 3 мА) — для этого следует увеличить номиналы резисторов R6–R13 и R20–R22. Вообще же все сопротивления в данной схеме можно варьировать (в разумных пределах, в основном в сторону увеличения), это не скажется на точности работы пробника.
В заключение следует сказать о точной подгонке порогов между логическим 0, неопределенным состоянием и логической 1. При желании их можно подстроить, включая маломощные германиевые диоды в разрывы точек А–Е (причем здесь большее значение имеет количество диодов, а не конкретные экземпляры). Диоды в точках А и В повышают порог между неопределенным состоянием и логической 1 (но на разную величину), а в точке Г — немного понижают. Диоды же в точках Б, Д и Е понижают порог между неопределенным состоянием и логическим 0 (также на разную величину). Если необходимо добиться логических порогов, аналогичных тем, что указаны в [1] — в разрывы в точках В и Д следует включить по одному маломощному кремниевому диоду.
Steve Key
Литература:
1. Ю. Юдицкий. Пробник с расширенными возможностями. — Радио, 1990, №3, с. 61–62.
2. Е. Яковлев. Включение мощных семисегментных светодиодных индикаторов. — Радио, 1990, №2, с. 43.
3. В. Л. Шило. Популярные цифровые микросхемы. Справочник. — Челябинск, изд–во Металлургия, 1988, с. 20.
Поиск по сайту
Не наши деньги
3 Полезные схемы логических пробников
Эти простые, но универсальные схемы логических пробников с 3 светодиодами можно использовать для тестирования цифровых печатных плат, таких как КМОП, ТТЛ и т.п., для поиска и устранения неисправностей логических функций ИС и связанных с ними каскадов.
Индикация логического уровня отображается тремя светодиодами. Пара красных светодиодов используется для индикации либо логического ВЫСОКОГО, либо логического НИЗКОГО уровня. Зеленый светодиод указывает на наличие последовательного импульса в контрольной точке.
Питание для схемы логического пробника подается от тестируемой схемы, поэтому в конструкции не используется отдельная батарея.
Рабочие спецификации
Рабочие характеристики пробника можно понять из следующей даты:
1) Описание схемы
Цепь логического пробника построена с использованием вентилей инвертора/буфера из одной ИС 4049.
3 вентиля используются для создания основной логической схемы детектора высокого/низкого уровня, а два используются для формирования схемы моностабильного мультивибратора.
Наконечник щупа, определяющий логические уровни, соединен с затвором IC1c через резистор R9.
При обнаружении высокого логического уровня на входе или логической 1 на выходе IC1c устанавливается низкий уровень, в результате чего загорается светодиодный индикатор LEd2.
Аналогичным образом, когда на входном датчике обнаруживается НИЗКИЙ уровень или логический 0, последовательная пара IC1 e и IC1f зажигает LED1 через R4.
Для «плавающих» входных уровней, т. е. когда логический пробник ни к чему не подключен, резисторы R1, R2, R3 гарантируют, что IC1c и IC1f вместе удерживаются в логическом ВЫСОКОМ положении.
Конденсатор C1, подключенный к резистору R2, работает как быстродействующий конденсатор, который обеспечивает резкую форму импульса на входе IC1e, позволяя пробнику оценивать и отслеживать даже высокочастотные логические входы с частотой более 1 МГц.
Моностабильная схема, созданная вокруг IC1a и IC1b, усиливает короткие импульсы (менее 500 нс) до 15 мс (0,7RC) с помощью C3 и R8.
Вход в моностабильный поступает от IC1c, тогда как C2 обеспечивает необходимую изоляцию каскада от содержимого DC.
В нормальных ситуациях части R7 и D1 позволяют входу IC1b оставаться в состоянии ВЫСОКОГО логического уровня. Однако, когда импульс с отрицательным фронтом обнаруживается через C2, выход IC1b становится ВЫСОКИМ, заставляя выход IC1a стать низким и включить LED3.
Диод D1 обеспечивает низкий логический уровень на входе IC1b (более 0,7 В) только до тех пор, пока на выходе IC1a остается низкий логический уровень.
Вышеупомянутое действие препятствует повторному запуску входа IC1b повторяющимися импульсами до тех пор, пока моностабильный не будет перезапущен из-за разряда C3 через землю через R8. Это позволяет выходу IC1a стать логически высоким, отключая LED3.
Некритичные конденсаторы C4 и C5 защищают линии питания ИС от возможных скачков напряжения и переходных процессов, исходящих от тестируемой цепи.
Конструкция печатной платы и наложение компонентов
Список деталей
Порядок проверки
Чтобы проверить работу логического пробника, подключите его к источнику питания 5 В. 3 светодиода в этот момент должны оставаться выключенными, а датчик не подключен к какому-либо источнику или плавать.
Теперь сопротивления R2 и R3 потребуют некоторой настройки в зависимости от отклика светодиодной подсветки, как описано ниже.
Если вы обнаружите, что светодиод 2 начинает светиться или мигать при подаче питания, попробуйте увеличить значение R2 до 820 кОм, пока он не перестанет светиться. Однако светодиод 2 должен светиться при прикосновении к кончику пальца.
Кроме того, попробуйте провести тестирование, прикоснувшись логическим щупом к любой шине питания, что должно вызвать загорание соответствующих светодиодов и мигание светодиода PULSE при прикосновении щупа к положительной линии постоянного тока.
В этой ситуации должен загореться светодиод LOW deyction, если это не так, то R2 может быть слишком большим. Попробуйте для него 560k и проверьте исправленный ответ, повторив описанную выше процедуру.
Затем попробуйте источник питания 15 В в качестве источника питания. Как и выше, все 3 светодиода должны оставаться выключенными.
Светодиод обнаружения ВЫСОКОГО уровня может слабо светиться, когда наконечник зонда не подключен. Однако, если вы обнаружите, что свечение заметно сильное, вы можете попробовать уменьшить значение R3 до 470 К, чтобы свечение было едва заметным.
Но после этого обязательно снова проверьте цепь логического датчика с питанием 5 В, чтобы убедиться, что отклик не изменился каким-либо образом.
2) Простой тестер логического уровня и схема индикатора
Вот более простая схема тестера логического уровня, которая может быть очень полезным устройством для тех, кто хочет часто измерять логические уровни цифровых схем.
Будучи схемой на основе ИС, она реализована по технологии CMOS, ее применение больше предназначено для тестирования схем, использующих ту же технологию.
Автор: Р.К. Singh
Работа схемы
Питание предлагаемого тестера логических элементов поступает от самой тестируемой схемы. Однако следует соблюдать осторожность, чтобы не перевернуть клеммы питания, поэтому при подключении обязательно установите цвета каждого из соединительных проводов. Например: красный цвет для кабеля, который подключается к положительному напряжению (CN2). и черный цвет на провод, который идет на 0 вольт. (CN3)
Детали работы пробника логического тестера с ИС 4001
Операция очень проста. Интегральная схема 4001 CMOS имеет четыре вентиля ИЛИ-НЕ с двумя входами, 3 светодиода и несколько пассивных компонентов, используемых в конструкции.
Реализация также имеет решающее значение, чтобы ее было удобно применять во время тестирования, поэтому печатная плата должна быть предпочтительно удлиненной формы.
Глядя на рисунок, мы видим, что сигнал считывания подается на клемму CN1, которая подключена к вентилю ИЛИ-НЕ, входы которого, в свою очередь, подключены как вентиль НЕ или инвертор.
Инвертированный сигнал подается на 2 светодиода. Диод переключается в зависимости от уровня напряжения (логика) на выходе затвора.
Если на входе высокий логический уровень, выход первого вентиля становится низким, активируя красный светодиод.
Наоборот, если обнаружено низкое значение, сигнал воспринимается как низкий уровень, затем выход этого вентиля отображается как высокий уровень, при этом загорается зеленый светодиод.
В случае, если входной сигнал является переменным или импульсным (постоянно меняющийся уровень напряжения между высоким и низким), загораются красный и зеленый светодиоды.
Для подтверждения того, что может быть обнаружен импульсный сигнал, здесь начинает мигать желтый светодиод. Это мигание выполняется с использованием второго и третьего вентилей НЕ-ИЛИ, C1 и R4, которые работают как генератор.
Выходная логика генератора применяется к 4-му вентилю ИЛИ-НЕ, подключенному как вентиль инвертора, который напрямую отвечает за активацию желтого светодиода через данный резистор. Можно видеть, что этот осциллятор постоянно запускается выходным сигналом первого вентиля ИЛИ-НЕ.
Принципиальная схема
Перечень деталей для объясненной выше схемы пробника логического тестера
— 1 Интегральная схема CD4001 (4 2-входовых вентиля ИЛИ, версия CMOS)
— 3 светодиода (1 красный, 1 зеленый, 1 желтый
— 5 резисторов: 3 1K ( R1, R2, R3), 1 2,2 МОм (R5), 1 4,7 МОм (R4)
— 1 без конденсатора: 100 нФ
3) Логический тестер с использованием микросхемы LM339
он построен вокруг 3-х компараторов на микросхеме LM339.
Светодиод показывает 3 различных состояния уровней входного логического напряжения.
Резисторы R1, R2, R3 работают как резистивные делители, которые помогают определять различные уровни напряжения на входном пробнике.
Потенциал выше 3 В приводит к тому, что выход IC1 A переходит в низкий уровень, включая светодиод «HIGH».
Когда входной логический потенциал меньше 0,8 В, на выходе IC1 B становится низкий уровень, вызывая загорание D2.
В случае, если уровень датчика плавает или не подключен к какому-либо напряжению, загорается светодиод «ПЛАВАЮЩИЙ».
При обнаружении частоты на входе загораются светодиоды «HIGH» и «LOW», которые указывают на наличие на входе частоты колебаний.
Из приведенного выше объяснения мы можем понять, что можно настроить уровни обнаружения входных логических напряжений, просто изменив значения R1, R2 или R3 соответствующим образом.
Поскольку микросхема LM339 может работать с входами питания до 36 В, это означает, что этот логический пробник не ограничивается только микросхемами ТТЛ, а может использоваться для тестирования логических схем от 3 В до 36 В.
Инструкции и советы » Примечания по электронике
Хотя логический пробник очень прост в использовании, несколько инструкций, руководств и советов помогут использовать их с максимальной эффективностью.
Учебное пособие по логическим пробникам Включает:
Основы работы с логическими пробниками Как использовать логический пробник
Одним из преимуществ тестера логических пробников является то, что он очень прост и удобен в использовании. Он может очень быстро дать базовое представление о работе логической схемы.
Хотя логический пробник очень прост в использовании, он имеет много ограничений и может давать только базовые измерения, и это следует помнить при принятии решения об использовании логического пробника.
Если требуется более комплексное логическое тестирование, может потребоваться более современное электронное тестовое оборудование, такое как логические анализаторы или осциллографы смешанных сигналов.
Как использовать логический пробник: основы
Понять, как использовать логический пробник, очень просто. Существует множество различных продуктов для логических пробников, все они немного отличаются друг от друга, но все они соответствуют одному и тому же базовому представлению о своей функциональности и работе, например, некоторые из них имеют звуковую индикацию, а также визуальную, тогда как другие могут не иметь.
Соответственно, можно дать некоторые основные рекомендации по использованию логического пробника, но способ их использования будет немного отличаться в зависимости от конкретного используемого логического пробника.
Соединения логических пробников
Перед использованием логического пробника необходимо разобраться с подключениями.
Как видно, есть три подключения к логическому пробнику:
Черный грифель с зажимом типа «крокодил»: Есть два вывода, которые обычно выходят из конца прибора, противоположного самому металлическому зонду. Черный провод подключен к отрицательной земле и также используется в качестве возврата.
Красный провод с зажимом типа «крокодил»: Где-то на этом проводе будет красный провод, возможно, только на зажиме типа «крокодил» или «крокодил», и он используется для подключения к источнику питания. Будьте осторожны при подключении к источнику питания логики, который обычно составляет +5 вольт, а для некоторых семейств CMOS до 15 вольт. Прочтите инструкции, чтобы узнать, в каком диапазоне будет работать пробник — использование напряжения выше указанного может повредить логический пробник.
Щуп: Щуп, как показано на схеме, представляет собой металлический наконечник, используемый для проверки цепи. При использовании будьте осторожны, чтобы щуп не соскользнул и не вызвал короткое замыкание, которое может повредить тестируемую цепь.
Прежде чем использовать логический пробник, необходимо подключить разъемы питания к цепи. Помимо обеспечения правильного напряжения, точки, используемые для подключения зажимов-крокодилов, должны быть доступными и обеспечивать надежное соединение без риска прикосновения к каким-либо соседним компонентам или другим соединениям.
Примечание: Если возможно, подключите разъемы питания к тестируемому устройству, когда оно выключено. Таким образом, риск повреждения из-за короткого замыкания и т. д. сводится к минимуму.
Исходные настройки для использования логического пробника
Необходимо выбрать необходимые настройки на переключателях при запуске использования логического пробника. В зависимости от производителя и модели логического пробника может потребоваться установка нескольких параметров:
ТТЛ/КМОП: Необходимо выбрать логическое семейство. Обычно даются два варианта, а именно CMOS и TTL. Поскольку высокое и низкое состояния этих двух семейств логики немного различаются, необходимо выбрать правильный вариант. Обычно логические пробники допускают использование только базовых 5-вольтовых версий CMOS и TTL. Другие семейства, такие как те, которые используют 3,3 вольта или другие рельсы, вряд ли будут приспособлены.
ПАМЯТЬ / ИМПУЛЬС : Используется для выбора режима работы логического пробника. Положение «Импульс» используется для нормальной работы при обнаружении импульса или уровня. MEM или позиция памяти используется для захвата импульса. Например, если необходимо определить, был ли импульс или нет.
Примечание: В настоящее время некоторые устройства для поверхностного монтажа используют шины питания на 3,3 В или меньше. Большинство логических пробников не будут работать с этими ИС, поскольку логические уровни обычно не могут быть размещены. Кроме того, часто трудно исследовать платы для поверхностного монтажа, так как существует реальная опасность короткого замыкания контактов.

Зондирование и результаты
При подаче питания на тестируемую схему и логический пробник можно использовать его для проверки различных точек схемы.
Одной из легко обнаруживаемых точек может быть драйвер транзистора. Корпус транзистора часто соединяется с его коллектором, образуя точку, в которой можно легко получить доступ к сигналу.
Логический датчик укажет, какие линии являются высокими, низкими или несут сигнал.
Затем нужно интерпретировать результаты в соответствии со схемой, чтобы выяснить, работают ли они правильно или нет.
Краткий порядок использования логического пробника может быть следующим:
Подсоедините черный зажим или провод к земле или к общей линии тестируемой цепи. Это предполагает, что 0 В и земля/общий совпадают.
Во-вторых, подсоедините красный зажим или оставьте к плюсу цепи.
Выберите семейство логики CMOS или TTL. TTL обычно работает с питанием 5 В, тогда как CMOS обычно работает от 5 до 15 В.
Используйте зонд для подключения к нужным точкам мониторинга. В этот момент светодиоды загорятся соответствующим образом, и может прозвучать зуммер, если он включен.