Sonda lógica en miniatura. Sondas lógicas Diagrama sonda lógica kmop con contador de pulsos
Este artículo analiza una sonda lógica simple, que es una herramienta útil en la reparación y depuración de varios dispositivos digitales. Como sabe, un probador simple no puede rastrear los procesos que ocurren en los circuitos de impulso y determinar la naturaleza del funcionamiento de todo el dispositivo en el complejo. Y no todo el mundo tiene un osciloscopio.
Justo en tal situación, el circuito de sonda lógica descrito puede brindar una ayuda invaluable. Había muchos dispositivos similares en la literatura de ingeniería de radio, pero todos tienen indicadores diferentes y, a veces, algunas instancias son incomprensibles en funcionamiento.
este esquema sonda lógica simple, demostró ser confiable y fácil de trabajar. La principal diferencia entre este esquema y otros similares es la presencia de una pequeña cantidad de componentes de radio con una funcionalidad bastante grande. La sonda tiene una segunda entrada lógica que le permite monitorear señales digitales sin usar un osciloscopio.
Descripción del funcionamiento del circuito de sonda lógica
La sonda se alimenta con 5 voltios del circuito de potencia del circuito en estudio. Para aumentar la resistencia de entrada, la señal estudiada primero va a las bases de los transistores VT1, VT2. Luego, a través de los diodos VD1, VD2, se alimenta a los elementos lógicos () microcircuitos D1.2, D1.3, D1.4, que encienden los LED rojo y verde, según el nivel de señal en la entrada de la sonda.
Maneras de trabajar con una sonda lógica
El nivel de unidad lógica (de 2,4 a 5,0 voltios) corresponde al brillo del LED rojo, y el cero lógico (de 0 a 0,4 voltios) corresponde al brillo de verde. Si la sonda de la sonda está "colgando en el aire", ambos LED están apagados. Si la entrada “B” está conectada al circuito y ninguno de los LED está encendido, esto indica que hay un mal funcionamiento en el dispositivo bajo prueba.
Además de mostrar 1 y 0 lógicos, la sonda es capaz de detectar la presencia de pulsos en su entrada. El contador binario K155IE2 está diseñado para esto, los LED amarillos están conectados a sus salidas. Con la llegada de cada pulso, el estado del contador aumenta en uno. Si la señal bajo investigación tiene una frecuencia baja, estos LED parpadearán incluso con pulsos muy cortos.
Según el tipo de brillo de los LED verdes y rojos, se puede estimar aproximadamente la forma de los pulsos. Si la intensidad del brillo de los LED rojo y verde es igual, la duración de la pausa (log.0). igual a la duración del pulso (log.1). Un brillo verde más intenso indica que la duración de la pausa (log.0) es mayor que la duración del pulso (log.1). Lo mismo se aplica al LED rojo, pero los niveles lógicos serán opuestos.
La relación de pausa a pulso puede ser tal que el LED rojo o verde sea visible. Pero al mismo tiempo, el contador sigue siendo el mismo, captura los pulsos. El botón SA1 se utiliza para restablecer el contador. Si después de presionarlo y soltarlo, los LED amarillos se apagan y ya no se encienden, esto indica la ausencia de pulsos.
Detalles de la sonda lógica
Los diodos VD1, VD2 se pueden cambiar a otros diodos de pulso, previamente. Cabe señalar que el diodo VD2 debe ser de germanio, y el VD1 de silicio, ya que comparten el nivel de cero y uno. Los transistores se pueden reemplazar con y KT3102.
Un diagrama de una sonda lógica para solucionar problemas de circuitos digitales, una descripción de sus capacidades y métodos para trabajar con una sonda.
Es bien sabido que es necesario reparar y establecer circuitos electrónicos digitales. Por supuesto, los días en que las fábricas tenían que reparar computadoras grandes ya pasaron. Pero aparecieron dispositivos para diversos fines en microcircuitos especializados, una gran cantidad de dispositivos que utilizan microcircuitos digitales de bajo grado de integración (no todas las empresas y organizaciones han logrado adquirir equipos modernos importados).
Es imposible ver los procesos que ocurren en los circuitos de pulsos con un avómetro convencional y sacar conclusiones sobre el funcionamiento del circuito como un todo. Pero es posible que no siempre tenga a mano un osciloscopio. En este caso, la sonda lógica descrita puede proporcionar una ayuda inestimable.
Se han descrito muchos dispositivos similares en la literatura, y todos ellos, para el mismo propósito, todavía tienen parámetros completamente diferentes: están aquellos que son simplemente inconvenientes e incomprensibles en funcionamiento. Tales sondas fueron producidas por la industria nacional hasta finales del siglo pasado.
Durante muchos años tuve la oportunidad de utilizar una sonda lógica, cuyo diseño se describe a continuación. El esquema demostró ser confiable y fácil de usar.
La principal diferencia entre este esquema y otros similares es el número mínimo de piezas con posibilidades bastante amplias. Una de las características del circuito es la presencia de una segunda entrada, que a veces le permite prescindir de un osciloscopio de dos haces.
Descripción del concepto.
La sonda se alimenta (+5V) desde el circuito probado.
La señal en estudio se alimenta a las bases de los transistores de entrada VT1, VT2, diseñados para aumentar la resistencia de entrada del dispositivo. Además, a través de los diodos VD1, VD2, la señal pasa a D1.2, D1.3, D1.4, que encienden los LED rojo y verde.
Métodos de trabajo con una sonda.
El brillo del LED rojo indica la presencia de una unidad lógica en la entrada, y el verde indica un cero lógico.
Para la sonda descrita, el voltaje del cero lógico es 0 ... 0,4 V, y la unidad lógica es 2,4 ... 5,0 V. Si la entrada 1 de la sonda no está conectada en ninguna parte, ambos LED están apagados.
En el caso de que la entrada 1 esté conectada al circuito bajo prueba y ambos LED estén apagados, se puede suponer que hay un mal funcionamiento. Este nivel se llama "gris".
Además de mostrar niveles lógicos de cero y uno, la sonda también puede mostrar la presencia de pulsos. Para estos fines, se utiliza un contador binario D2, a cuyas salidas están conectados los LED amarillos HL1 ... HL4.
Con la llegada de cada pulso, el estado del contador aumenta en uno. Si la tasa de repetición del pulso es baja, entonces puede ver los LED del contador parpadeando, incluso si un pulso con una duración de varios microsegundos ocurre una vez por segundo o incluso con menos frecuencia. Tal proceso solo se puede solucionar con la ayuda de un osciloscopio de almacenamiento, un dispositivo bastante costoso y raro.
Cuando los pulsos siguen a alta frecuencia, parece que los LEDs HL1... HL4 se encienden de forma continua, aunque en realidad se encienden por pulsos.
Por la naturaleza del brillo de los LED rojo y verde, puede estimar aproximadamente la forma de los pulsos. Si el brillo del brillo de ambos LED es el mismo, entonces la duración del pulso (log.1) es igual a la duración de la pausa (log.0). Un brillo más intenso del LED rojo indica que la duración del pulso (log.1) es mayor que la duración de la pausa (log.0) y viceversa.
La relación de pulso y pausa puede ser tal que solo se vea un LED. Pero si al mismo tiempo el contador continúa contando, entonces hay pulsos. Para restablecer el contador, se utiliza el botón S1: si después de presionarlo y soltarlo, los LED HL1 ... HL4 se apagan y no cambian de estado, entonces no hay pulsos, y la sonda simplemente muestra el nivel lógico de cero o uno
Algunas palabras sobre los detalles.
Los diodos VD1, VD2 se pueden reemplazar por cualquier diodo pulsado de baja potencia. Solo en este caso, debe recordarse que VD1 debe ser silicio y VD2 debe ser germanio: son ellos quienes comparten el nivel de cero y uno. Los transistores pueden tener cualquier índice de letras o reemplazarse por KT3102 y KT3107.
Los microcircuitos se pueden reemplazar por análogos importados: K155LA3 para SN7400N y K155IE5 para SN7493N.
El diseño de la sonda es arbitrario, pero es mejor hacerlo utilizando un cableado impreso en forma de sonda, colocándolo en una caja de plástico adecuada.
Cuando trabaje con una sonda, tenga cuidado de no conectar la alimentación a circuitos con un voltaje de más de 5 V, y tampoco toque dichos circuitos con una sonda de medición. Tales toques conducen a la reparación del dispositivo.
historia de la creacion
En la práctica de todo radioaficionado, periódicamente surgen situaciones en las que no se dispone de los instrumentos de medición necesarios. Así que una vez, a finales de los 90, estando lejos de casa (e incluso en el campo), me enfrenté a una situación así. Para solucionar problemas de equipos industriales, necesitaba urgentemente una sonda lógica. Pero donde se puede conseguir 50 km. del asentamiento más cercano.
Como la situación surgió espontáneamente y no se planearon reparaciones, aparte de un multímetro, un soldador y un pequeño juego de piezas, no tenía nada conmigo. Después de evaluar la lista de piezas que tenía conmigo, nació un esquema simple en mi cabeza.
Habiendo pasado la noche en la fabricación y ajuste de la sonda, por la mañana tenía un dispositivo bastante bueno, que luego demostró su efectividad y practicidad.
Funcionamiento del circuito
El elemento lógico (4 elementos en paralelo 2I-NOT), incluido en el modo inversor, está en el estado límite debido a la retroalimentación a través de una resistencia de alta resistencia. En su entrada y salida, aproximadamente Upit / 2. Los LED están apagados; no tienen suficiente voltaje para encenderse. Entonces todo es simple: cuando se aplica un registro "1" o "0", el elemento ingresa al modo normal y enciende los LED correspondientes.
Diodo D1: cualquiera (mejor que Schottky) protegerá el dispositivo de una inversión de energía accidental. Como chip D1, sin ajustar el circuito, puede usar los chips CMOS comunes CD4011 (K561LA7), CD4001 (K561LE5), así como otros elementos lógicos.
Desde entonces, esta sonda ha sido mi asistente confiable. He hecho varias copias de este dispositivo. Debido a su tamaño en miniatura (si usa un microcircuito en un paquete SOIC), todo el relleno de la sonda encaja fácilmente en el cuerpo del marcador. Así es como se ve el ensamblaje de la sonda.
Cómo funciona
Un breve vídeo que demuestra el funcionamiento de una sonda lógica. El circuito se alimenta de una fuente de 9 voltios.
pequeña adición
Dado que la sonda tiene una entrada de alta resistencia, en algunos casos, el LED Log "0" puede brillar levemente, especialmente a un voltaje de 12 voltios y con contacto directo de las manos con el tablero. Estos efectos desaparecen cuando el dispositivo se coloca en un estuche, blindado, etc. En cualquier caso, no interfiere con el trabajo.
información del pedido
Los radioaficionados que deseen ensamblar de forma independiente una sonda lógica en miniatura Mikrosh pueden comprar placas de circuito impreso o un kit para el autoensamblaje de una sonda lógica en miniatura. 
| NOMBRE | DESCRIPCIÓN Y COMPOSICIÓN DEL KIT/MÓDULO | PRECIO |
| Tablero PL-01 | PCB (se envía fácilmente en un sobre normal) Contenido del kit: placa de circuito impreso, instrucciones de montaje y funcionamiento; Tamaño del tablero: 40x9 mm; |
50 rublos. |
| equipo PL-01 | SONDA LÓGICA EN MINIATURA kit de bricolaje El conjunto incluye: placa de circuito impreso, un conjunto de elementos de radio, instrucciones de montaje y operación; Tamaño del tablero: 40x9 mm; Tensión de alimentación: 5-12 voltios; Orientar. tiempo de placer (montaje): 30 min. |
100 rublos. |
Puede pedir tableros o kits para autoensamblar enviando una solicitud por correo electrónico [correo electrónico protegido]
En un futuro próximo, todos los módulos electrónicos, kits para autoensamblaje en componentes smd y constructores estarán disponibles en el sitio web.
El desarrollo de la tecnología digital ha llevado a la creación de sondas lógicas. La sonda lógica propuesta es simple y fácil de usar. La sonda tiene una gran impedancia de entrada, que se logró utilizando estructuras CMOS.
El principio de funcionamiento de la sonda es muy simple (ver figura). Cuando la sonda está conectada a un punto controlado donde está presente "0", o el último está "roto", hay un registro "1" en los pines 8, 10, 12 del chip DD1 del dispositivo, entonces " 0” se muestra en el indicador de ocho segmentos. Cuando la sonda está conectada a un punto controlado donde está presente "1", entonces se establece un registro "0" en los pines del chip DD1 (8,10,12), por lo que los segmentos a, f, e, d van out y se muestra un registro "1". El diodo VD1 protege el dispositivo de la polaridad inversa de la tensión de alimentación.
El condensador C1 evita la autoexcitación de la sonda. La sonda consume una corriente de 17,5 ... 20 mA y funciona con un voltaje de 3 a 15 V. La sonda se alimenta de los circuitos del dispositivo bajo prueba.
Diseño. La sonda está montada en dos placas de circuito impreso hechas de textolita de lámina de un lado.
El primer tablero contiene todos los elementos excepto HG1 y el segundo tablero contiene HG1. Es mejor colocar la primera placa en el cuerpo de una jeringa de 20 mm y la segunda. en el mango de la jeringa. El papel de la sonda lo desempeña la aguja de la jeringa.
Montaje. Las conclusiones 1.6 deben eliminarse y el microcircuito debe colocarse "de lado", con las conclusiones 8-14 en el tablero.
Detalles. Condensador C1 tipo KM-5, KM-6, resistencias R1 ... R3 tipo MLT-0.125, diodo VD1 cualquier chip K561LN2 de tamaño pequeño (se puede reemplazar con KR156LN2 o K564LN2), generador de caracteres de ocho segmentos, cualquier similar.
El dispositivo no necesita ser ajustado.
Literatura RADIOAMATOR 3.2000 Autor — K. Gerasimenko, ciudad Krasnopolye, región de Sumy.
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Hola, queridos lectores del sitio. Para configurar un generador de reloj, se hizo necesario sonda lógica. No encontré nada sensato en Internet, ya que los esquemas que tomé de los sitios no funcionaron, y si lo hicieron, entonces no como era necesario. Por lo tanto, se decidió desarrollar nuestro propio circuito de sonda lógica, cuya apariencia puede ver en la foto a continuación.
El circuito de sonda se implementa en microcircuitos soviéticos. K176IE8(CD4017) y K155LA3(SN7400) que tengo en stock.
Chip K155LA3 consta de cuatro elementos 2I-NOT, alimentados por una fuente CC común, mientras que cada uno de los elementos funciona como un microcircuito independiente. Los cuatro elementos tienen tres pines, donde cada elemento se identifica mediante números de pin. Entonces, por ejemplo, los pines de entrada 1, 2 y el pin de salida 3 se refieren al primer elemento, y los pines de entrada 4, 5 y la salida 6 se refieren al segundo elemento, y así sucesivamente.
Los pines 7 y 14 del microcircuito, que se utilizan para suministrar energía, no se indican en los diagramas, ya que sus elementos pueden ubicarse en diferentes partes del circuito del dispositivo. En los diagramas de circuitos, cada elemento se designa mediante un índice alfanumérico: DD1, DD2, DD3, DD4.
Chip K176IE8 es un contador decimal con decodificador y tiene tres entradas R, CN, RS y nueve salidas Q0…Q9.
Entrada R(pin 15) se utiliza para poner el contador en su estado inicial;
En la entrada CN(pin 14) suministro de pulsos de conteo de polaridad negativa;
En la entrada RS(pin 13) suministro de pulsos de conteo de polaridad positiva;
Salida Q0…Q9(pines 1 - 7 y 9 - 11) son salidas de contador. En el estado inicial, las salidas Q1 ... Q9 son un registro. 0 y en el registro Q0. una;
La potencia positiva se suministra al pin 16 y la negativa al pin 8.
Establecer el contador de microcircuitos en 0 ocurre cuando se aplica a la entrada R unidad lógica (log.1), mientras que la salida Q0 aparece log.1, y en las salidas Q1-Q9– 0 lógico (log.0). Por ejemplo. Se requiere que el contador solo cuente hasta el tercer dígito Q2(conclusión 4). Para hacer esto, conectamos el pin 4 con el pin 15. Cuando el conteo llegue al tercer dígito, el contador comenzará a contar automáticamente desde el principio.
Los estados de conmutación (salidas) del contador se producen en la caída de los pulsos de polaridad negativa aplicados a la entrada CN. Sin embargo, en la entrada RS debe ser un 0 lógico. También puede aplicar pulsos de polaridad positiva a la entrada RS, entonces el cambio ocurrirá de acuerdo con sus decaimientos. Sin embargo, en la entrada CN debe ser una unidad lógica.
El diagrama de circuito de la sonda lógica se muestra en la siguiente figura.
El funcionamiento del circuito es muy sencillo.
Cuando se reciben pulsos positivos en la entrada RS Chip DD2, las salidas del contador están conmutadas, indicadas por LED. Al parpadear los LED, se observa el proceso de funcionamiento del generador probado o cualquier otro dispositivo digital.
Si la tensión de entrada es inferior a 2/3 de la tensión de alimentación, o no la hay, el contador es inestable. En este caso, la conmutación de los LED se produce aleatoriamente y este estado se puede considerar booleano 0. Cuando se solicita la entrada lógico 1 hay un cambio claro del contador y la sonda emite un pitido. El generador de sonido se ensambla en los elementos DD1.1 y DD1.2 del microcircuito K155LA3 y el transistor VT1 KT361B.
En la sonda utilicé cuatro LEDs y creo que esto es suficiente para visualizar el proceso. Al mismo tiempo, incluso hay cierta comodidad en la medición, lo que da una pequeña pausa cuando el contador cambia al estado inicial. Si alguien quiere usar más LED, el pin 15 del chip DD2 se conecta a la siguiente salida en orden. En mi versión, el pin 15 está conectado al pin 1 del contador.
La sonda también se puede utilizar sin una alarma audible. Para hacer esto, excluimos del circuito el generador de sonido ensamblado en los elementos DD1, VT1 KT361B, R1, R2, C1, el dispositivo de señalización de sonido ZP-22. En este caso, el nivel de señal medido se aplica solo a la entrada CP del contador.
La sonda está alimentada por el dispositivo bajo prueba, lo cual es muy conveniente.
El circuito está ensamblado en una placa de un solo lado y tiene un tamaño pequeño, lo que le permite hacer que el dispositivo sea compacto. Los LED se pueden utilizar con cualquier voltaje bajo. El cuerpo de la sonda está hecho de un estuche para gafas.
La sonda era un trozo de alambre de cobre con una sección transversal de 3 mm y una longitud de 5 cm. En la versión de trabajo de la sonda, la parte de entrada se fabrica sin diodo ni transistor, por lo que no se muestran en el diagrama del circuito. Como ha demostrado la práctica, tal cambio aumentó significativamente la sensibilidad sonda lógica.
También mire un video que muestra la sonda en acción.
¡Nos vemos en las páginas del sitio!
Anatoly Tikhomirov ( picdio), Riga
¡Buena suerte!
Literatura:
S.A. Biryukov “Dispositivos digitales basados en circuitos integrados MOS”.
