Sonda logica con rilevamento di impulsi: 8 passaggi

2024 Autore: John Day | [email protected]. Ultima modifica: 2024-01-30 10:03

La SONDA LOGC A DUE TRANSISTORI introdotta da jazzzzz

www.instructables.com/id/Two-Transistor-Logic-Probe/

è semplice - ma non stupido - funziona molto bene determinando il livello logico di TTL e CMOS. Uno dei problemi principali nei test dei circuiti digitali è il rilevamento di impulsi e anomalie. La SONDA LOGC A DUE TRANSISTORI

• fallisce a frequenze superiori a 500kHz e
• un problema tecnico di 1 ms non può essere visto.

Passaggio 1: rilevamento degli impulsi

Un circuito composto da un MOSFET, due diodi, due condensatori un LED e una resistenza risolve questo problema.

Se la sonda rileva un impulso, il LED si accenderà per 1 secondo. La buona notizia: rileverà il singolo impulso fino a 100 ns.

Passaggio 2: come funziona

Un fronte di salita di un impulso carica i due condensatori tramite C1 - D3 - C2. La tensione in C2 aumenta molto di più che in C1. La tensione in C2 è la tensione di gate del MOSFET. Il MOSFET si accende e il LED si accende.

Il condensatore C1 viene scaricato dalla corrente di dispersione del diodo D3. Il MOSFET si spegne quando C2 è scarica.

Un fronte di discesa del segnale di ingresso scarica C1 tramite il diodo D2.

La temporizzazione non è molto ben determinata perché dipende dal diodo D3. Potrebbe essere necessario cambiare i condensatori: no C2 e/o C1 = 100pF. Una resistenza da 20MΩ potrebbe risolvere il problema ma non è facile da acquistare.

Passaggio 3: test del rilevatore di impulsi su un tagliere

L'immagine mostra il rilevatore di impulsi sulla destra.

Il LED è quasi acceso. Questo perché il circuito è molto sensibile. Dobbiamo mettere un resistore tra l'ingresso e la massa.

Collegando l'ingresso alla sorgente positiva, accende il LED per un secondo. Questa volta dipende dal condensatore C2. Il circuito funziona ancora senza C2. Il LED si accende più breve. La causa è la capacità di gate del MOSFET.

Se ci sono impulsi all'ingresso il LED è sempre acceso. A una frequenza inferiore a 1Hz lampeggia.

Si accende ancora a 20 Mhz.

Il 74HC00 sul lato sinistro genera impulsi molto brevi.

Passaggio 4: test di impulsi molto brevi

Abbiamo bisogno di un circuito che generi impulsi molto brevi.

Usiamo due porte NAND di un 74HC00. La porta IC2A inverte l'ingresso T. La seconda porta non è ((non T) e T). Cioè è sempre 1. La porta IC2A ha bisogno di un po' di tempo per generare il suo risultato. Se T era 0 e passa a 1, allora IC2A è ancora per un breve periodo 1 e la porta IC2B ottiene per un breve periodo 1 su entrambi gli ingressi. IC2B genera un breve picco 0. Questo picco è l'intervallo di 10 ns.

Un rilevatore di picchi professionale rileverà un picco di 10 ns ma il nostro. Possiamo allungare il picco usando il condensatore C2=100pF all'uscita di IC2A. Quindi il picco è di circa 200 ns.

Il nostro rilevatore di picchi rileva picchi di 200 ns.

Passaggio 5: sonda logica a due transistor migliorata

La sonda logica jazzzzz

www.instructables.com/id/Two-Transistor-Log…

può essere migliorato.

Inseriamo un altro resistore e uno zener (D1).

Lo zener limita la tensione a 3,3 V. Quindi i LED non si attenuano mai a tensioni superiori a 4 V. Lo zener migliora il rilevamento di LOW.

U0 = Uz - Uled - Ube = 3,3 V - 2,2 V - 0,6 V = 0,5 V

Questo è nell'intervallo da 0,4 V a 0,8 V di TTL basso. La tensione al LED verde è di 2,2 V.

Il livello ALTO dipende dalla tensione del LED rosso ed è

U1 = Uled + Ube = 1,8 V + 0,6 V = 2,4 V.

Questo è il livello alto TTL.

Lo zener di 3.3V è importante. È possibile utilizzare uno ZF3.3, BZX79-C3V3, 1N5226B o 1N4728A.

Passaggio 6: metterlo insieme

Se mettiamo insieme il rilevatore di impulsi e la sonda logica a transistor, otteniamo un'utile sonda logica. Il LED4 non è stato inserito solo per proteggere il LED3 dall'inversione di polarità, ma per segnalarlo.

Il layout della sonda logica è progettato per BC337 e BC327. Il lato piatto dei transistor è sulla scheda del pc. Anche il 2N4401 e il 2N4403 funzioneranno, ma il pin è invertito. Quindi devono essere inseriti con il lato tondo rivolto verso il basso.

La sonda logica è costruita su una scheda vero e inserita in un tubo termoretraibile trasparente.

Passaggio 7: risultati

La sonda logica

• è molto economico, solo qualche centesimo
• funziona da 3V a 12V

• rileva i livelli TTL e CMOS

  • Basso @ 3,3 V = 0,5 V
  • Basso @ 5,5 V = 0,7 V
  • Alta da 3V a 12V = 2.2V
• è protetto contro la tensione inversa fino a 12V e
• tensione di ingresso da -12V a +12V
• rileva
  • Basso/Alto (LED verde/rosso) fino a 100kHz @ 3,3V e 500kHz @ 5V
  • impulsi singoli fino a 200ns
  • frequenze fino a 20MHz (LED blu)
• disegna
  • una corrente di alimentazione inferiore a 7mA @ 5V
  • una corrente di ingresso inferiore a 25µA
• ha una capacità di ingresso di circa 150 pF.

Passaggio 8: ulteriori informazioni

Puoi ottenere maggiori informazioni (in tedesco) sulle sonde logiche

Una sonda logica molto semplice 2 LED e 2 resistori:

• Una sonda logica che rileva 10ns:

  praktische-elektronik.dr-k.de/Projekte/Log…

• Come rilevare i picchi:

  praktische-elektronik.dr-k.de/Praktikum/Dig…