Пробник с расширенными возможностями
Тем, кому приходится налаживать электронные устройства, собранные на цифровых микросхемах ТТЛ, вполне может пригодиться логический пробник, принципиальная схема которого изображена на рисунке. В ряде случаев он даже может заменить осциллограф. Прибор характеризуют малые размеры, небольшая потребляемая мощность и простота в обращении. Им удобно пользоваться при поиске дефектов в блоках, расположенных в труднодоступных местах, особенно при ремонте вне мастерской.
В отличие от многих других конструкций пробник позволяет определять и отображать тремя разноцветными светодиодами не только уровни напряжения 0 и 1, но и промежуточный уровень. Время индикации коротких импульсов всех трех уровней увеличивается до 0, 1 с, что обеспечивает их визуальное наблюдение. При желании увеличение длительности импульсов можно выключить и тогда по яркости свечения светодиодов можно оценить их скважность и прямоугольность. Для определения числа пришедших импульсов пробник снабжен счетчиком на 8 с индикацией тремя одноцветными светодиодами.
Пробник также позволяет «на слух» судить о частоте исследуемого сигнала. Для этого на нем установлено гнездо для подключения телефона к выходу делителя частоты на 2 (для звуковых частот) или к выходу делителя частоты на 4096 (для высоких частот, вплоть до 10 МГц).
Технические характеристики
Индицируемые уровни напряжения, В:
нуля (0)...................................................................................0...0, 4
промежуточного .......................................................................0, 4...2, 4
единицы (1) ............................................................................2, 4...5
Входное сопротивление, кОм, не менее..................................40
Длительность исследуемых импульсов, мс, не менее ...................50
Потребляемый ток, мА, не более ..................................................70
Входное устройство пробника представляет собой эмиттерные повторители на транзисторах VT1 и VT2. Резистор R1 защищает его от перегрузок при подаче сигнала с напряжением, превышающим напряжение питания, или импульсов отрицательной полярности. Диоды VD1 - VD3 и резисторы R2 -R4 определяют пороги срабатывания элементов DD1.1 и DD2.I. Подбором резистора R2 устанавливают нижний предел определяемого уровня 1, а подбором резистора R3 - верхний предел уровня 0. Элементы DD1.1 и DD2.1 формируют крутые фронт и спад импульсов. Элемент DD1.2 определяет промежуточный уровень исследуемого сигнала.
Светодиоды HLI — HL3 отображают соответственно уровень 1, промежуточное напряжение и уровень 0. Эти светодиоды подключены к выходам одновибраторов на элементах DD2.2 — DD2.4. В показанном на схеме положении переключателя SA1 одновибраторы удлиняют короткие входные импульсы, поступающие на них, до такой длительности, при которой свечение светодиодов заметно глазом. При переключении переключателя SA1 в нижнее по схеме положение резисторы R6, R9, R12 отключаются от общего провода и на них через резистор RI4 поступает уровень 1, который переводит одновибраторы в режим повторителей. При этом увеличения длительности импульсов не происходит. В таком положении переключателя свечение светодиода HL2 тем ярче, чем больше длительность фронта и спада исследуемых импульсов. Если они практически прямоугольные, светодиод HL2 не светится. Так как вход С1 счетчика DD3 подключен к выходу элемента DD1.1, то счетчик подсчитывает число импульсов по уровню 1. Он может подсчитывать их по уровню 0, если переключить этот вход счетчика на выход элемента DD2.1. К выходам счетчика подсоединены светодиоды HL4 — HL6, каждый из которых отображает состояние его соответствующего двоичного разряда. Число пришедших импульсов равно сумме весовых коэффициентов выходов счетчика, соответствующих каждому из светящихся светодиодов HL4 — HL6 (соответственно 1, 2 и 4 импульса). Каждые восемь импульсов цикл счета повторяется. Сброс счетчика происходит во время переключения (пролета) контактов переключателя SA1, так как только в этот промежуток времени на обоих входах R счетчика присутствует уровень 1. С целью снижения потребляемого тока в показанном на схеме положении переключателя SA1 светодиоды HL4 — HL6 не светятся.
К выходу 8 счетчика DD3 последовательно подключены счетчики DD4.1 и DD4.2. Суммарный коэффициент деления частоты трех счетчиков равен 4096. Импульсы с выхода 1 счетчика DD3 подаются на один из входов (вывод 2) элемента DD1.4, а импульсы с выхода 8 счетчика DD4.2 — на один из входов (вывод 5) элемента DD1.3. В показанном на схеме положении переключателя SAI элемент DD1.3 выключен, а элемент DD1.4 включен (на выводе 1 присутствует уровень 1). Следовательно, на телефон проходят импульсы с частотой, в два раза меньшей, чем на входе пробника. Это необходимо для того, чтобы скважность импульсов в телефоне была равна двум независимо от скважности исследуемых импульсов. При переключении переключателя SA1 в нижнее по схеме положение элемент DD1.4 закрывается, а на телефон поступают импульсы с выхода открывшегося элемента DD1.3 с частотой в 4096 раз меньшей, чем на входе пробника, что позволяет прослушивать входные импульсы с частотой до 10 МГц.
Диод VD4 защищает пробник от неправильного подключения его к источнику питания. Конденсаторы С4 и С5 блокируют импульсные помехи по цепи питания, их следует распределить по разным точкам этой цепи (равномерно).
Корпусом пробника служит пенал от цангового карандаша размерами 155х28х13 мм. Все детали смонтированы на плате размерами 115х21х1, 5 мм монтаж выполнен проводом МГТФ-0, 12.
В пробнике микросхемы серии К555 можно заменить на аналогичные из серии К155, но при этом потребляемый ток увеличится в полтора раза. Диоды КД521В (VDl — VD3) можно заменить на КД503, КД509, КД510, КД521, КД522 с любым буквенным индексом. Светодиоды подойдут любые другие, как по типу, так и по цвету. Вместо транзистора КТ315Г можно применить КТ312, КТ342, КТ3102 ит.п., а вместо КТ361Г- КТ313, KT3I07 и другие, также с любым буквенным индексом. Диод Д310 можно заменить на Д311А. Резисторы — МЛТ, конденсаторы С1 — С3 —К50 - 6, а С4, С5 — КМ-5. Переключатель SA1 может быть любой малогабаритный, однако удобно применить переключатель ПДМ1-1, так как его конструкция позволяет устанавливать счетчик в нулевое состояние легким нажатием на ручку, не переводя ее в другое крайнее фиксируемое положение (при снятии усилия ручка возвращается в исходное положение).
Входной щуп изготовлен из отрезка (с резьбой) от велосипедной спицы длиной 50 мм, закрепленном на переднем торце корпуса двумя гайками М2. На противоположном торце корпуса расположено гнездо для телефона ТМ-2, а в
отверстие выведены провода для подачи напряжения питания от исследуемого устройства.
Ю. Юдицкий, г. Гомель