Способы работы с логическим пробником
Уровню логической единицы (от 2,4 до 5,0 вольт) соответствует свечение красного светодиода, а логическому нулю (от 0 до 0,4 вольта) – свечение зеленого. Если щуп пробника «висит в воздухе», то оба светодиода не светятся. Если вход “B” подключен к схеме и ни один светодиод не светится, это говорит о том, что есть неисправность в работе исследуемого устройства.
Помимо отображения логических 1 и 0, пробник способен фиксировать присутствия импульсов на его входе. Для этого предназначен двоичный счетчик К155ИЕ2, к его выходам подключены светодиоды желтого цвета. С поступлением каждого импульса состояние счетчика повышается на единицу. Если исследуемый сигнал имеет невысокую частоту, то данные светодиоды будут мигать даже при очень коротких импульсах.
По типу свечения зеленого и красного светодиодов можно ориентировочно дать оценку форме импульсов. Если сила свечения красного и зеленого светодиодов равна, то длительность паузы (лог.0). равна продолжительности импульса (лог.1). Более яркое свечение зеленого сообщает о том, что продолжительность паузы (лог.0) больше, чем продолжительность импульса (лог.1). То же самое относится и к красному светодиоду, но логические уровни будут противоположны.
Отношение паузы и импульса может быть таким, что видно горение либо красного, либо зеленого светодиода. Но в тоже время счетчик все так, же фиксирует импульсы. Для обнуления счетчика применяется кнопка SA1. Если после ее нажатия и отпускания желтые светодиоды погасли и больше не горят, это свидетельствует об отсутствии импульсов.
Простая схема индикатора
Схема с применением транзисторных элементов и сопротивлений используется в указателях, работающих с постоянным и переменным напряжением до 600 вольт. Подобная конструкция несколько сложнее, сравнительно с индикаторной отверткой, однако добавление деталей делает указатель напряжения на светодиодах универсальным инструментом. Его можно совершенно безопасно использовать для проверки напряжения в диапазоне от 5 до 600 вольт.
На представленной схеме хорошо просматривается полевой транзистор VT2, который служит основой всей конструкции индикатора. Срабатывание устройства зависит от порогового значения напряжения, зафиксированного разностью потенциалов в положении затвор-исток.
Величина максимально возможных сетевых напряжений находится в зависимости от падения потенциала в позиции сток-исток. По своей сути этот транзистор является своеобразным стабилизатором тока. Транзистор VT1 является биполярным, используемым для обратной связи и поддержки заданных параметров.
Самодельный индикатор функционирует следующим образом. Когда на вход подается напряжение, в контуре появляется электрический ток. Его величина зависит от сопротивления R2 и напряжения биполярного транзистора VT1 в переходе база-эмиттер. Свечение маломощного светодиода вполне возможно при стабилизирующем токе в 100 мкА. При напряжении в база-эмиттер около 0,5 вольт, сопротивление R2 должно находиться в пределах от 500 до 600 Ом. От возможных скачков тока светодиод защищен неполярным конденсатором С, емкость которого составляет 0,1 мкФ.
Мощность резистора R1 составляет 1 Мом, что вполне достаточно для использования его в качестве нагрузки транзистора VT1. При работе с постоянным напряжением диод VD выполняет защитную функцию и проверку полюсов. Когда проверяется переменное напряжение, этот диод становится выпрямителем и служит для срезания отрицательной полуволны. Величина его обратного напряжения составляет не менее 600 вольт. Сам светодиод HL следует выбирать с наибольшей яркостью, чтобы сигнал был заметен даже при минимальном токе.
Принципиальная схема
Схема показана на рисунке 1. Схема построена на микросхеме К561ЛА7, на ней сделана «сцепка» из двух мультивибраторов. Один из них, на логических элементах D1.3 и D1 4 вырабатывает импульсы частотой около 1500 Гц, которые, когда мультивибратор работает, поступают на транзистор VТ1, и озвучиваются динамиком В1.
Рис. 1. Принципиальная схема звукового сигнализатора на микросхеме К561ЛА7 (CD4011A).
Второй мультивибратор на элементах D1.1 и D1 2 вырабатывает импульсы с периодом около 10 секунд. Этот мультивибратор особенен тем, что в нем есть цепь из диода VD1 и резистор R4.
Суть работы этой цепь заключается в том. что при приходе очередного положительного полупериода на выходе D1.2, происходит открывание диод VD1 и сопротивление резистора R4 включается параллельно сопротивлению резистора R3, ускоряя тем самым разрядку конденсатора С2. Таким образом, уменьшая длительность положительного полупериода на выходе D1.2 до времени около 1-2 секунд.
В результате, когда работает мультивибратор на D1.1-D1.2, он управляет мультивибратором на D1.3-D1.4 таким образом, что тот на своем выходе (выход D1.4) формирует пачки импульсов звуковой частоты, имеющие длительность около 1-2 секунд и паузы около 10 секунд. Этот сигнал поступает на VТ1 и динамик издает короткие звуки через каждые 10 секунд.
Но это происходит когда мультивибратор D1.1-D1.2 работает. После включения питания напряжение на конденсаторе С1 нулевое, и это напряжение поступает на вывод 2 D1 1. блокируя мультивибратор.
Мультивибраторы не работают, поэтому транзистор VТ1 закрыт и звука нет. Затем, конденсатор С1 начинает медленно заряжаться через резистор R2.
И, примерно, через одну минуту напряжение на С1 достигает такой величины, что она уже соответствует логической единице. Это приводит к запуску мультивибраторов, и сигнализатор начинает сигналить.
После выключения питания звук, естественно, сразу же прекращается. А цепь из светодиода HL1 и резистора R1 служит не только для индикации включения питания, но и в качестве разрядной цепи, для скорейшей разрядки конденсатора С1, которая происходит через встроенный в D1.1 диод (в микросхемах К561 или аналогичных имеются диоды между входами и плюсом питания, включенные в обратном направлении).
Схемы пробников для прозвонки монтажа
Главная Схемы Музыка Файлы Contact me. Проверяя электрическую схему станка в шумных цехах не совсем удобно пользоваться измерительными приборами, приходиться одновременно держать щупы прибора, смотреть на его показания и еще щёлкать переключателем режима работ. Хотя, дело-то в общем не в лампочке а в том, кто ее держит — напортачить можно и с указателем напряжения и с поверенным прибором, если он находиться в руках безответственного работника или того кто не умеет с ним обращаться должным образом. Для безопасного использования контрольная лампа конструктивно должна быть заключена в футляр из изоляционного материала, прозрачного или с прорезью для прохождения светового сигнала. Проводники должны быть гибкими, надежно изолированными, длиной не более 0. Для изготовления простого и лёгкого в повторении варианта «контрольки»: берем две лампы V 15W для холодильника, спаиваем их последовательно между собой, в качестве проводников можно использовать щупы от мультиметра с пластмассовыми держателями на концах, провода в которых желательно заменить более качественными. Фланцы на таких щупах предотвращают возможность попадания пальцев на открытые концы щупов и токопроводящие части установок.
Согласование по току
Согласование микросхем приведённых выше серий между собой сводится к согласованию по току, так как напряжения логических уровней
этих микросхем совпадают. Рассмотрим эквивалентную схему протекания выходного тока нуля I
ТТЛ микросхемы, приведенную на рисунке 1.
Как видно из приведённой на рисунке 1 схемы, выходной ток ТТЛ микросхемы формируется из входных токов
микросхем, подключенных к её выходу. Это означает, что суммарный входной ток микросхем-нагрузок не
должен превышать максимального выходного тока микросхемы — источника логического сигнала. Например,
максимальный допустимый ток нуля микросхем серии К134 составляет 1,8 мА. Входной ток нуля микросхем
серии К531 равен 2 мА. То есть входной ток микросхемы нагрузки превышает максимальный ток
микросхемы источника сигнала. Это означает, что между микросхемой серии К134 и микросхемой серии К531
должна находиться промежуточная
микросхема серии, у которой входной ток будет меньшей величины, например, К555. У этой
серии микросхем входной ток нуля не превышает значения 0.4 мА, то есть к микросхеме К134 можно
подключить четыре входа микросхем серии К555:
Iвых=N*Iвх555=4*0,4мА=1.6мА<1.8мА.
У микросхемы К555 допустимый выходной ток составляет 4 мА. Поэтому к выходу этой микросхемы можно
подключать до двух входов микросхем серии К531. Более современные микросхемы серии К1531, обладающие
быстродействием микросхем серии К531, имеют
входной ток 0,6мА. Поэтому эти микросхемы могут быть подключены непосредственно к выходу микросхем
серии К134. Максимальное допустимое количество входов микросхем серии К1531 (коэффициент
разветвления) можно рассчитать из формулы:
Краз=Iвых134/Iвх1531=1,8мА/0,6мА=3
Точно так же можно определить коэффициент разветвления и для других сочетаний микросхем. Даже в
пределах одной серии микросхем можно воспользоваться этой формулой. Возьмём для примера
микросхемы серии К1533. Их входной ток равен 0,2мА, выходной ток равен 8мА. В результате получаем
коэффициент разветвления 40:
Краз=Iвых1533/Iвх1533=8мА/0,2мА=40
Работа с сетью 220 В
Самый простой указатель напряжения электросети без источника питания делается из резистора, ограничителя тока (транзистора), выпрямителя (диода) и любого светодиода. Сопротивление резистора 100 – 150 кОм.
Характеристики диода:
- ток
10-100 мА; - напряжение
1-1,1 В; - обратное
напряжение 30-75 В.
При 220 В частоте 3 Гц светодиод
загорается. Корректировать частоту и повысить яркость можно изменением емкости
конденсатора. Такой индикатор срабатывает при минимальном напряжении 4,5 В.
Кроме тока сети он может определить исправность, включенное и выключенное
состояние электроприбора.
Проверка
постоянного напряжения
Для проверки сети на 12 вольт и целостности соединений можно сделать другой светодиодный индикатор (нужны 2 разноцветных светодиодных элемента). Для ограничения тока можно использовать резистор с сопротивлением 50-100 Ом или лампочку накаливания с небольшой мощностью. Один из светодиодов загорается при подключении напряжения соответствующей полярности.
В самодельный индикатор для сети 12 В можно добавить конденсатор, диод и 2 транзистора. Полевой транзистор стабилизирует ток. Конденсатор, защищающий диод от скачков напряжения, нужен с емкостью 0,1 мкФ, неполярный. Резистор с сопротивлением 1 Мом является нагрузкой биполярного транзистора. При проверке сети с постоянным напряжением диод проверяет полюса. Если ток переменный, этот элемент срезает минусовую половину. При подаче напряжения значение тока определяет биполярный транзистор и сопротивление резистора (500-600 Ом).
Такой прибор подходит для работы с переменной и постоянной сетью с напряжением 5-600 В.
Индикатор
для микросхем – логический пробник
Приборы для индикации микросхем называются логическими пробниками. Такой индикатор трехуровневый (в схему включаются 3 светодиода).
Логический пробник дает возможность:
- определить
фазу, короткое замыкание, сопротивление электросети; - установить
наличие напряжения 12 – 400 В; - определить
полюса при постоянном токе; - проверить
состояние диодов, транзисторов и других деталей; - определить
целостность электросети прозвоном; - диагностировать
обрывы реле и катушек; - прозвонить
дроссели и моторы; - определить
выводы трансформаторов.
Источник питания батарейка на 9 В. При
замкнутых щипах потребляется ток 110 мА. После размыкания ток не потребляется,
устанавливать выключатель и переключатель режимов не нужно.
При проверке сети с сопротивлением 0 –
150 Ом горят 2 светодиода, при повышении показателя один. При 220-380 вольтах
загорается третий, остальные мерцают. Если цепь порвана, светодиоды не
загораются. При нуле на контакте 0,5 В, открывается один транзистор (КТ315Б),
при 2,4 В – второй (КТ203Б).
Допускается замена транзисторов на другие, имеющие аналогичные параметры.
Индикатор
напряжения на двухцветном светодиоде
Еще одна простая микросхема индикатора – с двухцветным светодиодом. Некоторые домашние мастера используют ее для определения режима работы лампы. Например, выключатель осветительного прибора в подвале, оснащенный индикатором, установлен на лестнице. Если она горит, свечение красное, после выключения – зеленое.
Вариант
для автомобиля
Схема
для индикации заряда аккумулятора и напряжения сети автомобиля состоит из:
- RGB-светодиода;
- 3-х
стабилитронов; - 3-х
биполярных транзисторов (BC847C); - 9-и
резисторов;
Уровень определяется по цвету. Зеленое свечение при 12-14 В, синее – при 11,5 В, красное – при 14,4 В).
Если при сборке схемы не допущены ошибки, один из резисторов (на 2,2 кОм) и транзистор (на 8,2 В) определяют минимальный предел вольтажа. При снижении показателя транзистор, соответствующий синему свечению, подключает кристалл.
Если вольтаж не снижается и не повышается, ток проходит через 2 резистора, стабилитрон на 5,6 В и светодиод, появляется свечение зеленого цвета (транзисторы, соответствующие красному и синему цвету, закрываются). При повышении напряжения до 14,4 В загорается красный свет.
Простой логический пробник
Схема логического пробника для отыскания неисправностей цифровых схем, описание его возможностей и приемов работы с пробником.
Общеизвестно, что для ремонта и налаживания электронных цифровых схем необходим осциллограф. Конечно, сейчас прошли те времена, когда приходилось на заводах ремонтировать большие ЭВМ.
Зато появились устройства различного назначения на микроконтроллерах, специализированных микросхемах, большое количество устройств с использованием цифровых микросхем малой степени интеграции (еще не все предприятия и организации успели приобрести современное импортное оборудование).
Обычным авометром невозможно увидеть процессы, происходящие в импульсных схемах и сделать выводы о работе схемы в целом. Но осциллограф под рукой может оказаться не всегда. Вот в этом случае может оказать неоценимую помощь описываемый логический пробник.
Подобных устройств в литературе было описано немало и все они при одинаковом назначении все-таки имеют совершенно разные параметры: есть такие, что просто неудобны и непонятны в работе. Такие пробники выпускались отечественной промышленностью до конца прошлого века.
Много лет мне довелось пользоваться логическим пробником, конструкция которого описана ниже. Схема показала себя надежной и удобной в работе.
Основное отличие данной схемы от подобных – минимальное количество деталей при достаточно широких возможностях. Одной из особенностей схемы является наличие второго входа, что иногда позволяет обходиться без двулучевого осциллографа.
- Электрическая принципиальная схема логического пробника
- Описание принципиальной схемы.
- Питание пробника (+5В) осуществляется от проверяемой схемы.
Исследуемый сигнал поступает на базы входных транзисторов VT1, VT2, предназначенных для увеличения входного сопротивления прибора. Далее, через диоды VD1, VD2 сигнал проходит на логические элементы D1.2, D1.3, D1.4, которые зажигают красный и зеленый светодиоды.
Приемы работы с пробником.
Свечение красного светодиода говорит о наличии на входе 1 логической единицы, а зеленого – логического нуля.
Для описываемого пробника напряжение логического нуля 0…0,4В, а логической единицы 2,4…5,0В. Если вход 1 пробника никуда не подключен, оба светодиода погашены.
Кроме показа логических уровней нуля и единицы пробник также может показывать наличие импульсов. Для этих целей служит двоичный счетчик D2, к выходам которого подсоединены светодиоды HL1…HL4 желтого цвета.
С приходом каждого импульса состояние счетчика увеличивается на единицу. Если частота следования импульсов невелика, то можно увидеть мигание светодиодов счетчика, даже если импульс длительностью несколько микросекунд появляется раз в секунду или еще реже. Такой процесс можно зафиксировать только с помощью запоминающего осциллографа – прибора достаточно дорогого и редкого.
Когда импульсы следуют с высокой частотой, кажется, что светодиоды HL1…HL4 светятся непрерывно, хотя на самом деле зажигаются импульсами.
Соотношение импульса и паузы может быть таким, что заметно свечение только лишь одного светодиода. Но если при этом счетчик продолжает считать, то значит идут импульсы. Для сброса счетчика используется кнопка S1: если после ее нажатия и отпускания светодиоды HL1…HL4 погасли и своего состояния не изменяют, то импульсов нет, а пробник показывает просто логический уровень нуля или единицы.
Несколько слов о деталях.
Диоды VD1, VD2 могут быть заменены любыми импульсными маломощными диодами. Только при этом следует помнить, что VD1 должен быть кремниевым, а VD2 обязательно германиевым: именно они разделяют уровень нуля и единицы. Транзисторы могут быть с любыми буквенными индексами, либо заменены на КТ3102 и КТ3107.
Микросхемы могут быть заменены импортными аналогами: К155ЛА3 на SN7400N, а К155ИЕ5 на SN7493N.
При работе с пробником необходимо внимательно следить за тем, чтобы не подключить питание к цепям с напряжением более 5В, а также не касаться таких цепей измерительным щупом. Подобные касания приводят к ремонту прибора.
Борис Аладышкин
Свой вариант логического пробника
Мной предпринимались попытки сделать логический пробник с индикацией «висящей единицы» на компараторах. В статике всё работало и определялось, но в динамике пробник оказался неработоспособен. Проблема кроется в быстродействии компараторов. Доступные мне компараторы (LM339, К1401СА1, КР554СА3 и т.п.) довольно «тормозные» и не позволяют работать на частоте выше 1,5-2МГц. Для работы со схемой ZX-Spectrum это совершенно не годится. Какой толк от пробника, если он не может даже показать тактовую частоту процессора?
Но совсем недавно на Youtube на глаза попалась видео-лекция по работе логического пробника:
Лекция по принципам работы логического пробника
Лекция очень интересная и познавательная. Посмотрите её полностью!
Данная конструкция пробника меня очень заинтересовала, и я решил её повторить и проверить. По схеме из лекции всё заработало за исключением каскада для определения уровня «висящей» единицы. Однако это не является проблемой, и я сделал каскад на компараторе. Вопрос быстродействия тут не стоит, т.к. термин «висящая единица» применим к статическому состоянию микросхемы.
В итоге получился пробник со следующей схемой:
 |
Схема логического пробника (увеличивается по клику мышкой)
P.S. Схема пробника не самая идеальная, и при желании наверняка можно сделать проще и лучше.
Что такое цифровой двойник?
Существует множество определений и вариантов понимания цифрового двойника. С одной стороны, цифровой двойник может рассматриваться как принцип проектирования, выстроенный на основе иерархии геометрических, системных и инженерных моделей. С другой, как виртуальное представление продукта или процесса, которое позволяет моделировать и прогнозировать характеристики производительности физического аналога.
Для себя мы определили, что цифровой двойник – это обучаемая система, состоящая из комплекса математических моделей разного уровня сложности, уточняемая по результатам натурных экспериментов, позволяющая получить первый натурный образец изделия, соответствующий требованиям технического задания, а также предсказывающая его поведение на всем жизненном цикле.
Описание схемы и процесс наладки логического пробника
Входные каскады пробника выполнены на эмиттерных повторителях на транзисторах VT1 и VT2. В исходном состоянии (когда на вход пробника ничего не подано) транзисторы закрыты, поэтому на входы DD1.1 подан лог.0 через резистор R4, светодиод VD1 не горит. Точно так же закрыт транзистор VT2, и через резистор R5 на входы DD1.2 подаётся лог.1, светодиод VD3 не горит.
При подаче сигнала с уровнем лог.0 (0…0,8В) открывается транзистор VT2, на входы DD1.2 подаётся лог.0, светодиод VD3 загорается.
При подаче сигнала с уровнем лог.1 (2…5В) открывается транзистор VT1, на входы DD1.1 подаётся лог.1, светодиод VD1 загорается.
Резисторами R2-R3 на входе пробника устанавливается напряжение порядка 0,87-0,9В. Т.е. необходимо, чтобы это напряжение было в промежутке 0,8..0,9В, чтобы при никуда не подключенном входе пробника не горел светодиод VD3.
На компараторе DA3 сделана схема определения «висящей единицы». Резисторами R6-R7 устанавливается напряжение порядка 0,92..0,95В, при котором компаратор определит, что на входе находится уровень «висящей единицы», и загорится светодиод VD2. Напряжение на входе 2DA2 подбирается такой величины, чтобы при никуда не подключенном входе пробника не горел светодиод VD2.
Цвет свечения светодиодов можно выбрать таким, чтобы лог.0 показывался зелёным светом, лог.1 — красным, «висящая единица» — желтым. Не знаю как вам, а мне так удобнее. Светодиоды VD1 и VD3 лучше всего брать прозрачные (не матовые), чтобы хорошо был виден кристалл, и по возможности яркие, чтобы легче было заменить, если светодиод хоть чуть-чуть светится.
На микросхеме DD3 выполнен счётчик импульсов, поступающих на вход пробника. При коротких имульсах, не видных глазу, светодиоды VD4-VD7 будут исправно показывать количество импульсов в двоичной форме 
Кнопкой SB1 счётчик сбрасывается с погасанием всех светодиодов.
Инверторы микросхемы DD2 используются для того, чтобы активным уровнем (когда зажигается светодиод) был лог.0, т.к. ТТЛ-выход при лог.0 способен отдать в нагрузку ток до 16 мА. При выходной лог.1 выход способен отдать ток 1 мА, и если мы к нему подключим светодиод (чтобы он зажигался при лог.1 на выходе) мы перегрузим выход. Токоограничивающие резисторы подобраны так, чтобы максимальный ток, протекающий через светодиоды, не превышал 15 мА.
Пробник питается от отдельного блока питания (я использовал источник питания от магнитофона «Беларусь»). На плате пробника расположен стабилизатор напряжения DA2. Учивая не слишком большой ток потребления пробника микросхема стабилизатора используется без дополнительного теплоотвода, и при этом не перегревается.
Входные цепи пробника VT1, VT2, DA3 питаются от отдельного источника опорного напряжения DA1. Сделано это потому, что при изменении тока потребления пробника (например, когда горит большинство светодиодов) выходное напряжение стабилизатора DA2 несколько меняется, при этом соответственно будут меняться все опорные напряжения, что недопустимо.
К проверяемой конструкции от пробника отдельно подключается «общий» провод (GND).
Быстродействия микросхем пробника хватает для индикации импульсов вплоть до частоты 10 МГц. При частоте 12МГц уже пропадает индикация лог.0, но лог.1 показывается. По этой же причине вход счётчика подключен именно к DD1.1 — при проверке частоты выше 10 МГц счётчик будет считать импульсы с индикацией на светодиодах VD4..VD7.
Пробник собран на макетной плате:
 |
Плата логического пробника
Плата подобрана по размеру, чтобы поместиться в корпус от пришеднего в негодность маркера:
 |
 |
Плата логического пробника в корпусе от маркера
 |
Логический пробник с источником питания
Процесс работы с пробником на плате компьютера «Байт» можно посмотреть на видео:
Работа с логическим пробником
Обсудить на форуме
Самодельные приборы
Как известно для диагностики устройств, выполненных на логических элементах, применяют специальные приборы- логические пробники, показывающие уровни логических сигналов- «ноль» или «единица».Чаще всего индикация логического уровня осуществляется при помощи отдельных светодиодов, но гораздо удобнее использовать семисегментный индикатор, который будет показывать или «0» или «1». Схема такого логического пробника показана на рисунке.
Данный пробник отражает три состояния: сигнал лог.1, сигнал лог.0 и отсутствие какого либо цифрового сигнала. Информация выводится на индикатор АЛС324. Питается устройство от источника постоянного тока напряжением 9 Вольт.
Для усиления входного сигнала служит элемент DD1.1 и DD1.3 микросхемы DD1, элемент DD1.2 используется в качестве устройства сравнения. Транзистор VT1 выполняет роль ключа. Так как для питания микросхемы необходимо 5 вольт, то в схеме применен стабилитрон VD1 на 5 Вольт.
Работа пробника
Подадим на вход пробника сигнал лог1. Транзистор VT1 откроется в результате чего на входе 9 элемента DD 1.2 появится сигнал лог.0, а состояние элементов DD 1.1 и DD 1.3 не изменится и соответственно на выходе 1 элемента DD 1.3 будет лог.1. Так как на входе 8 элемента DD 1.2 лог.1, на входе 9 — лог.0, то выходе 10 появится лог.1 и сегмент «g» индикатора погаснет. В результате чего на индикаторе останутся гореть только сегменты «b» и «c» изображая единицу.
Теперь подадим на вход пробника лог.0. В этом случае транзистор VT1 будет находиться в запертом состоянии, а элементы DD 1.1 и DD 1.3 сменят свое состояние на противоположное, и как следствие на выходе 1 элемента DD 1.3 и выходе 8 элемента DD 1.2 появится лог.0. В результате чего на индикаторе будут гореть сегменты «a», «b», «c», «d», «e», «f» изображая логический ноль.
Если же на входе пробника будет отсутствовать какой-либо цифровой сигнал, то транзистор VT1 будет заперт и соответственно на входе 9 элемента DD 1.2 будет высокий уровень. Такой же уровень будет и на входах 5 и 6 элемента DD 1.1, что в свою очередь приведет к появлению на выходе 1 элемента DD 1.3 высокого уровня. В результате на индикаторе будут гореть сегменты «b», «c», «g».
Настройка. Так как резистор R11 и стабилитрон VD1 являются стабилизатором напряжения, то следует выставить при помощи резистора R11 напряжение в 5 вольт. Резистором R3, при отсутствии сигнала на щупах, устанавливают свечение сегмента «g».
О деталях.
Транзистор КТ601, КТ603, КТ608. Индикатор АЛС324Б или аналогичный индикатор с общим анодом, например, АЛС321Б или АЛС338Б. Стабилитрон КС156А или КС147А.
Несколько слов об окружающих нас емкостях
Как работает емкостный индикатор напряжения? Чтобы понять это, давайте вернемся на мгновение к электрической теории цепей и вспомним, как функционирует конденсатор. Он имеет два проводника, или пластины, разделенные диэлектриком. Многие думают, что конденсаторы – это отдельные элементы электронных схем, но в действительности мир заполнен конденсаторами, присутствия которых мы обычно просто не замечаем. Вот пример. Предположим, что вы стоите на ковре, покрывающем бетонный пол прямо под горящим светильником с напряжением 220 В. Хотя вы этого и не ощущаете, но ваше тело проводит очень небольшой (порядка микроампера) переменный ток, так как оно является частью цепи, состоящей из двух последовательно включенных конденсаторов. Двумя пластинами первого конденсатора являются нить накала в электролампочке и ваше тело. Диэлектриком – воздух (и, возможно, ваша шляпа) между ними. Пластинами второго конденсатора являются ваше тело и бетонный пол (он достаточно хороший проводник).
Диэлектрик второго конденсатора – это ковер плюс ваши ботинки и носки. Поскольку бетонный пол хорошо заземлен, как и нулевой провод питающей сети, к цепи из двух этих последовательных конденсаторов приложено напряжение в 220 В.
Наглядное пособие по устройству микросхемы
Многослойная структура из нарезанного лазером оргстекла изображает электроды единичного транзистора. По условным цветовым обозначениям и геометрическим формам легко найти шесть транзисторов в полной модели микросхемы μL914. Теперь по проводникам можно понять, что с чем соединено.
Автору в устройстве этой микросхемы особенно понравились резисторы. Один из видов примесей превращает соответствующий участок кристалла в резистор, но что определяет его сопротивление? Оказывается, не концентрация примеси (она тоже влияет, но так регулировать сопротивление непрактично), а толщина и ширина. Поэтому резисторы в микросхеме отличаются друг от друга шириной, и снизу справа на модели показан очень широкий резистор. Наконец, ещё один экспонат на стенде представляет собой огромную действующую модель микросхемы на дискретных транзисторах, где все элементы расположены так же, как на оригинальной топологии. И всё работает, что доказывает правильность проведённого реверс-инжиниринга.
Разработчики наглядного пособия сняли о нём видео, которое не только интересно посмотреть. Оно вдохновляет на изготовление подобных пособий по устройству несложных микросхем.
Простой логический пробник без источника питания
Как известно, в большинстве логических пробников применяется световая индикация, заставляющая отвлекаться от проверяемых цепей. Кроме того, практически все пробники работают от автономного источника питания либо используют питание проверяемой конструкции. Предлагаемый логический пробник (рис. 5) такого источника не имеет и работает от напряжения проверяемых цепей, поэтому его можно считать «вечным»:. К тому же световая индикация логического состояния той или иной цепи заменена на звуковую. Работает же пробник при уровнях входного сигнала 3.
..15 В.
Пробник содержит два генератора 3Ч, один из которых выполнен на элементах DD1.3 и DD1.4, а другой на элементах DD1.1 и DD1.2. Первый генератор вырабатывает сигнал частотой 1000. . 2000 Гц, второй частотой в сотни раз меньше. Поэтому первый генератор можно считать тональным, второй модулирующим. Сигнал 3Ч поступает с первого генератора на пьезокерамический преобразователь НА1.
В пробнике два выпрямителя: на диоде VD1 и на диодах VD2, VD3. Первый выпрямитель питает микросхему, напряжение же со второго управляет работой генератора наинизших частот.
Щуп ХР2 пробника соединяют с общим проводом проверяемого устройства, а щупом ХР1 касаются выводов микросхем или нужных точек каскадов.
Если на вход пробника (на щуп ХР1) поступает уровень логического 0, то, естественно, ни один из генераторов не работает и звука в преобразователе НА1 нет.
Когда же щупом ХР1 касаются цепи с уровнем логической 1 (напряжение более 3 В), конденсатор С2 быстро заряжается через диод VDI и начинает работать только тональный генератор.
Преобразователь излучает непрерывный звук частотой 1000…2000 Гц (в зависимости от напряжения на щупе ХР1).
При проверке цепей с импульсным сигналом зарядится не только конденсатор С2, но и СЗ. Вступят в действие оба генератора. Преобразователь начнет излучать прерывистый сигнал.
Основным потребителем энергии является звуковой преобразователь ЗП-1 от цифровых часов, поэтому входной ток пробника может достигать 0,1 мА. Это позволяет пользоваться пробником для контроля режимов работы самых разнообразных микросхем. Если вместо этого преобразователя использовать малогабаритный телефон, например, типа ТМ-4 (при этом придется несколько уменьшить сопротивление резистора R4), входной ток возрастет до 0,5 мА.
Кроме указанной на схеме, в пробнике допустимо использовать микросхему К176ЛА7, но в этом варианте может сократиться диапазон питающих напряжений, поскольку не все микросхемы этой серии работают при 3 В. Диоды любые кремниевые высокочастотные. малых габаритов. Конденсатор С2 К50-6, остальные КЛС, КМ.
Детали пробника монтируют на печатной плате (рис. 6) из фольгирован-ного стеклотекстолита, которую размещают в подходящем по габаритам корпусе, например, в показанном на рис. 7 (для случая применения малогабаритного телефона).
В налаживании пробник не нуждается, но нужно учесть следующее. При использовании пьезокерамического преобразователя он будет излучать звук некоторое время после отключения щупа ХР1 от исследуемой цепи. Это время можно значительно сократить уменьшением емкости конденсатора С2. С телефоном же емкость конденсатора приходится иногда увеличивать.
И. Нечаев, г. Курск.