Logic Probe met pulsdetectie - Ajarnpa

2024 Auteur: John Day | [email protected]. Laatst gewijzigd: 2024-01-30 11:18

De TWO TRANSISTOR LOGC PROBE geïntroduceerd door jazzzzz

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

is eenvoudig - maar niet dom - het werkt heel goed om het logische niveau van TTL en CMOS te bepalen. Een groot probleem bij het testen van digitale circuits is het detecteren van pulsen en glitches. De TWEE TRANSISTOR LOGC-SONDE

• faalt bij frequenties boven 500kHz en
• een storing van 1 ms is niet te zien.

Stap 1: Pulsen detecteren

Een circuit bestaande uit een MOSFET, twee diodes, twee condensatoren, een LED en een weerstand lost dit probleem op.

Als de sonde een puls detecteert, brandt de LED gedurende 1 seconde. Het goede nieuws: het detecteert een enkele puls tot 100ns.

Stap 2: Hoe het werkt

Een stijgende flank van een puls laadt de twee condensatoren via C1 - D3 - C2. De spanning op C2 stijgt veel meer dan op C1. De spanning op C2 is de poortspanning van de MOSFET. De MOSFET schakelt in en de LED licht op.

De condensator Cl wordt ontladen door de lekstroom van de diode D3. De MOSFET schakelt uit wanneer C2 wordt ontladen.

Een dalende flank van het ingangssignaal ontlaadt C1 via diode D2.

De timing is niet erg goed bepaald omdat deze afhangt van de diode D3. Het kan nodig zijn om de condensatoren te vervangen: geen C2 en/of C1 = 100pF. Een weerstand van 20MΩ zou het probleem kunnen oplossen, maar is niet eenvoudig aan te schaffen.

Stap 3: Testen van de pulsdetector op een breadboard

De afbeelding toont de pulsdetector aan de rechterkant.

De LED is bijna aan. Dat komt omdat de schakeling erg gevoelig is. We moeten een weerstand tussen de ingang en aarde plaatsen.

Door de ingang op de positieve bron aan te sluiten, gaat de LED één seconde branden. Deze tijd is afhankelijk van de condensator C2. De schakeling werkt nog steeds zonder C2. De LED brandt korter. De oorzaak is de poortcapaciteit van de MOSFET.

Als er pulsen aan de ingang zijn, brandt de LED continu. Bij een frequentie lager dan 1 Hz knippert het.

Hij brandt nog steeds op 20Mhz.

De 74HC00 aan de linkerkant genereert zeer korte pulsen.

Stap 4: Zeer korte puls testen

We hebben een circuit nodig dat zeer korte pulsen genereert.

We gebruiken twee NAND-poorten van een 74HC00. De poort IC2A inverteert de ingang T. De tweede poort is niet ((niet T) en T). Dat is altijd 1. De poort IC2A heeft enige tijd nodig om zijn resultaat te genereren. Als T 0 was en verandert in 1 dan is IC2A voor korte tijd nog 1 en krijgt de poort IC2B voor korte tijd een 1 op beide ingangen. IC2B genereert een korte 0-piek. Deze piek is het bereik van 10ns.

Een professionele piekdetector zal een piek van 10ns detecteren, maar de onze. We kunnen de piek uitrekken met de condensator C2=100pF aan de uitgang van IC2A. Dan is de piek ongeveer 200ns.

Onze piekdetector detecteert pieken van 200ns.

Stap 5: Verbeterde logische sonde met twee transistors

De jazzzzz logische sonde

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

kan verbeterd worden.

We voegen nog een weerstand en een zener (D1) toe.

De zener begrenst de spanning tot 3,3V. Dan dimt de led nooit bij spanningen boven de 4V. De zener verbetert de detectie van LOW.

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

Dit ligt in het bereik van 0,4 V tot 0,8 V van TTL Low. De spanning op de groene LED is 2,2V.

Het HIGH-niveau is afhankelijk van de spanning van de rode LED en is

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

Dit is het TTL High-niveau.

De zener van 3,3V is belangrijk. Er kan een ZF3.3, BZX79-C3V3, 1N5226B of 1N4728A worden gebruikt.

Stap 6: Samenvoegen

Als we de pulsdetector en de transistorlogica-sonde samenvoegen, krijgen we een bruikbare logische sonde. De LED4 is niet alleen geplaatst om LED3 te beschermen tegen omgekeerde polariteit, maar om dit aan te geven.

De lay-out van de logische sonde is ontworpen voor BC337 en BC327. De platte kant van de transistors zit op de printplaat. De 2N4401 en 2N4403 werken ook, maar de pinning is omgekeerd. Ze moeten dus met de ronde kant naar beneden worden geplaatst.

De logische sonde is op een vero-bord gebouwd en in een transparante krimpkous geplaatst.

Stap 7: Resultaten

De logische sonde

• is erg goedkoop, slechts enkele centen
• werkt bij 3V tot 12V

• detecteert TTL- en CMOS-niveaus

  • Laag @ 3.3V = 0.5V
  • Laag @ 5.5V = 0.7V
  • Hoog @ 3V tot 12V = 2,2V
• is beveiligd tegen sperspanning tot 12V en
• ingangsspanning -12V tot +12V

• detecteert

  • Laag/Hoog (groene/rode LED) tot 100kHz @ 3,3V en 500kHz @ 5V
  • enkele pulsen tot 200ns
  • frequenties tot 20MHz (blauwe LED)

• trekt

  • een voedingsstroom van minder dan 7mA @ 5V
  • een ingangsstroom kleiner dan 25µA
• heeft een invoercapaciteit van ongeveer 150pF.

Stap 8: Meer informatie

U kunt meer informatie krijgen (in het Duits) over logische sondes

Een zeer eenvoudige logische sonde 2 LED's en 2 weerstanden:

• Een logische sonde die 10ns detecteert:

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

• Hoe pieken te detecteren:

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