Sonda lógica simples

Esquema de sonda lógica para solução de problemas de circuitos digitais, uma descrição de suas capacidades e métodos de trabalho com uma sonda.

É sabido que para o reparo e estabelecimento de circuitos digitais eletrônicos é necessário osciloscópio. É claro que agora esses dias se foram quando era necessário reparar computadores grandes em fábricas. Mas havia dispositivos para vários propósitos em microcontroladores, microcircuitos especializados, um grande número de dispositivos usando microcircuitos digitais com um pequeno grau de integração (nem todas as empresas e organizações conseguiram adquirir equipamentos importados modernos).

É impossível ver os processos ocorrendo em circuitos pulsados ​​com um avômetro convencional e tirar conclusões sobre a operação do circuito como um todo. Mas o osciloscópio nem sempre está à mão. Nesse caso, a análise lógica descrita pode ser de grande ajuda.

Muitos dispositivos semelhantes foram descritos na literatura, e todos eles com o mesmo objetivo ainda possuem parâmetros completamente diferentes: existem alguns que são simplesmente inconvenientes e incompreensíveis para trabalhar. Tais sondas foram produzidas pela indústria nacional até o final do século passado.

Por muitos anos, tive a oportunidade de usar uma sonda lógica, cujo design é descrito abaixo. O circuito provou ser confiável e fácil de usar.

A principal diferença entre esse esquema e similares é o número mínimo de peças com recursos bastante amplos. Uma das características do circuito é a presença de uma segunda entrada, o que às vezes permite que você fique sem um osciloscópio de dois feixes.

Esquema elétrico da sonda lógica

Descrição do conceito.

A fonte de alimentação da sonda (+ 5V) é realizada a partir do circuito em teste.

O sinal estudado é alimentado na base dos transistores de entrada VT1, VT2, projetados para aumentar a resistência de entrada do dispositivo. Além disso, através dos diodos VD1, VD2, o sinal passa para elementos lógicos D1.2, D1.3, D1.4, que acendem os LEDs vermelho e verde.

Técnicas para trabalhar com uma sonda.

O brilho do LED vermelho indica a presença de 1 unidade lógica na entrada e verde - zero lógico.

Para a sonda descrita, a tensão zero lógica é 0 ... 0,4V, e a tensão da unidade lógica é 2,4 ... 5,0V. Se a entrada 1 da sonda não estiver conectada em nenhum lugar, os dois LEDs estarão apagados.

No caso em que a entrada 1 estiver conectada ao circuito em teste e os dois LEDs estiverem apagados, podemos assumir que há um mau funcionamento. Este nível é chamado "cinza".

Além de exibir níveis lógicos de zero e um, a sonda também pode indicar a presença de pulsos. Para esses fins, é utilizado um contador binário D2, cujas saídas os LEDs amarelos HL1 ... HL4 estão conectados.

Com a chegada de cada pulso, o estado do contador aumenta em um. Se a taxa de repetição do pulso for pequena, você poderá ver os LEDs do contador piscando, mesmo que o pulso com duração de vários microssegundos apareça uma vez por segundo ou até menos. Esse processo pode ser corrigido apenas com a ajuda de um osciloscópio de armazenamento - um dispositivo bastante caro e raro.

Quando os pulsos seguem em alta frequência, parece que os LEDs HL1 ... HL4 brilham continuamente, embora estejam realmente acesos por pulsos.

Pela natureza do brilho dos LEDs vermelho e verde, pode-se estimar aproximadamente a forma dos pulsos. Se o brilho dos dois LEDs for o mesmo, a duração do pulso (log. 1) é igual à duração da pausa (log. 0). Um brilho mais intenso do LED vermelho indica que a duração do pulso (log. 1) é maior que a duração da pausa (log. 0) e vice-versa.

A proporção do pulso para a pausa pode ser tal que o brilho de apenas um LED seja perceptível. Mas se, ao mesmo tempo, o contador continuar a contar, haverá pulsos.O botão S1 é usado para redefinir o contador: se, após pressionar e liberar os LEDs HL1 ... HL4, eles apagam e não mudam de estado, então não há pulsos e a sonda simplesmente exibe um nível lógico de zero ou um.

Algumas palavras sobre os detalhes.

Os diodos VD1, VD2 podem ser substituídos por qualquer diodo pulsado de baixa potência. Somente nesse caso, deve-se lembrar que o VD1 deve ser silício e o VD2 deve ser germânio: são eles que separam o nível de zero e a unidade. Os transistores podem estar com qualquer índice de letras ou substituídos pelos KT3102 e KT3107.

Os chips podem ser substituídos por análogos importados: K155LA3 no SN7400N e K155IE5 no SN7493N.

O design da sonda é arbitrário, mas é melhor fazê-lo usando um circuito impresso na forma de uma sonda, colocado em uma caixa de plástico adequada.

Ao trabalhar com uma sonda, você deve monitorar cuidadosamente para não conectar a energia a circuitos com uma tensão superior a 5V e também não tocar esses circuitos com uma sonda de medição. Tais toques levam ao reparo do dispositivo.

Boris Aladyshkin