Справочное пособие по цифровой электронике - [28]

Модификации. Мы говорили о том, что логические уровни в TTЛ-схемах отличаются от уровней в КМОП-схемах. Следовательно, используемые в логическом пробнике пороговые уровни должны быть компромиссными. Но, если пробник предназначается только для одного вида схем, рекомендуется изменить параметры компонентов, приведенных в табл. П2.1.

Компоненты. Резисторы (угольные, 0,25 Вт, 5 %); R1 = 15 кОм; R2 = R3 = R8 = R9 = 4,7 кОм; R4 = R12 = 10 кОм; R5 = 470 кОм; R6 = R7 = R11 = 270 Ом; R10 = 22 кОм; конденсаторы: С1 = С2 = 0,1 мкФ; С3 = 4,7 мкФ (танталовый, 16 В); С4 = 10 мкФ (электролитический, 16 В); полупроводниковые приборы: IC1 — LM393; IС2 — 555; D1—D3 — красный светодиод (диаметр 3 мм); D4 — 1N4001.

Дополнительные детали: 8-контактное гнездо для 1C (2 шт.); корпус пробника с размерами 140x30x20 мм; односторонние пистоны (3 шт.); печатная плата типа Veroboard с размерами около 95x63 мм.

Спецификации

Входное сопротивление зонда пробника, кОм … ~ 400

Пороговые напряжения:

логическая 1 (ТТЛ) … 2,5 В (универсальный вариант); 2,4 В (только для ТТЛ)

логический 0 (ТТЛ) … 1,2 В (универсальный вариант); 1,2 В (только для ТТЛ)

логическая 1 (КМОП) … 60 % напряжения питания (универсальный вариант); 70 % напряжения питания (только для КМОП)

логический 0 (КМОП) … 30 % напряжения питания (универсальный вариант); 30 % напряжения питания (вариант только для КМОП)

Длительность расширения импульса, мс … 200

Минимальная длительность импульса, нс … 500

Максимальная частота входного сигнала (ТТЛ), МГц … 10

Требования к питанию:

ТТЛ … 4,5–5,5 В, ток не более 30 мА

КМОП … 3—15 В, ток не более 60 мА

2.4. Логический пульсатор

Обычно логический пульсатор применяется совместно с логическим пробником, но может использоваться и автономно для изменения логического состояния цифровой схемы без привлечения паяльника. Пульсатор предназначен для ТТЛ- и КМОП-схем.

Описание схемы. Электрическая схема логического пульсатора приведена на рис. П2.6.

Рис. П2.6.Принципиальная электрическая схема логического пульсатора.

Таймер 555 (IC1) включен как моностабильный генератор импульсов (см. гл. 4). На выходе таймера (контакт 3) при нажатии кнопки S2 действует напряжение высокого уровня, продолжительность которого определяется цепочкой R2—C2. Для указанных параметров элементов длительность импульса составляет около 5 мс.

Полярность импульса коммутируется тумблером S1. Транзистор TR1 работает в режиме инвертора, а транзисторы TR2 и TR3 являются насыщенными ключами и обеспечивают достаточную нагрузочную способность. Выходной ток ограничивается резисторами R7 и R8.

При стандартном питании +5 В пиковый отдаваемый ток ограничивается для короткозамкнутой цепи несколькими сотнями миллиампер.

Когда выходного импульса нет, транзистор TR1 включен, но оба транзистора TR2 и TR3 находятся в непроводящем (выключенном) состоянии. Следовательно, зонд пульсатора находится в высокоимпедансном состоянии.

Как и в логическом пробнике (см. рис. П2.4), диод D1 обеспечивает защиту от неправильного подключения питания.

Монтаж. Все компоненты логического пульсатора монтируются на печатной плате (9 полосок с 37 отверстиями). Ее можно отрезать от стандартной платы Veroboard (24 полоски с 37 отверстиями) или использовать ту часть платы, которая осталась при монтаже логического пробника.

На рис. П2.7 показана монтажная схема логического пульсатора для платы типа Veroboard.

Рис. П2.7.Монтажная схема логического пульсатора

Рекомендуется следующая последовательность монтажа компонентов: кнопка, переключатель, гнездо IС, пистоны, перемычки, транзисторы, резисторы, диод и конденсаторы. Последними монтируются держатель зонда и провода питания (ее забывайте о правильной полярности — для +5 В берется красный провод с зажимом типа «крокодил»). Всего необходимо сделать 18 разрывов печатных проводников. С обратной стороны платы расположены три перемычки, показанные на рис. П2.7 пунктирной линией.

Прежде чем вставить микросхему в гнездо и закрепить плату в корпусе, тщательно проверьте компоненты, перемычки и разрывы печатных проводников; обратите внимание на ориентацию полярных компонентов (транзисторов, диода и электролитических конденсаторов) и отсутствие замыканий из-за выплесков припоя.

После проверки платы нужно вставить в гнездо микросхему, обратив внимание на ее ориентацию. Затем плату временно вставляют в корпус пульсатора. При этом не требуется никаких дополнительных приспособлений, так как плата плотно зажимается при соединении двух половин корпуса. В верхней части корпуса размечаются отверстия под кнопки S1 и S2. Для S2 требуется прямоугольное отверстие с размерами 8x3 мм. Необходимо сначала просверлить несколько маленьких отверстий, а затем обработать прорезь надфилем. Обе половины корпуса скрепляются винтами с потайной головкой, а зонд монтируется в держателе.

Проверка. Для проверки пульсатора требуется блок питания с ограничением тока и логический пробник. Подключите провода питания пробника и пульсатора к блоку питания, соблюдая правильную полярность, а затем соедините их зонды коротким изолированным проводом с зажимами типа «крокодил».