Λογικός αισθητήρας με ανίχνευση παλμών: 8 βήματα

2024 Συγγραφέας: John Day | [email protected]. Τελευταία τροποποίηση: 2024-01-30 08:36

Το TWO TRANSISTOR LOGC PROBE που εισήχθη από το jazzzzz

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

είναι απλό - αλλά όχι ηλίθιο - λειτουργεί πολύ καλά καθορίζοντας το επίπεδο λογικής των TTL και CMOS. Ένα σημαντικό πρόβλημα στη δοκιμή ψηφιακών κυκλωμάτων είναι η ανίχνευση παλμών και δυσλειτουργιών. Η ΔΙΑΔΙΚΤΙΚΗ ΔΙΑΔΙΚΤΥΑΚΗ ΕΡΓΑΣΙΑ ΤΟΥ ΤΡΑΝΣΙΣΤΟΡ

• αποτυγχάνει σε συχνότητες άνω των 500kHz και
• Δυσλειτουργία 1ms δεν είναι ορατή.

Βήμα 1: Ανίχνευση παλμών

Ένα κύκλωμα που αποτελείται από ένα MOSFET, δύο διόδους, δύο πυκνωτές ένα LED και μια αντίσταση λύνει αυτό το πρόβλημα.

Εάν ο ανιχνευτής ανιχνεύσει παλμό, το LED θα ανάψει για 1 δευτερόλεπτο. Τα καλά νέα: θα ανιχνεύσει έναν παλμό έως 100ns.

Βήμα 2: Πώς λειτουργεί

Η άκρη ανύψωσης ενός παλμού φορτώνει τους δύο πυκνωτές μέσω C1 - D3 - C2. Η τάση στο C2 αυξάνεται πολύ περισσότερο από ό, τι στο C1. Η τάση στο C2 είναι η τάση πύλης του MOSFET. Το MOSFET ανάβει και η λυχνία LED ανάβει.

Ο πυκνωτής C1 εκφορτίζεται από το ρεύμα διαρροής της διόδου D3. Το MOSFET απενεργοποιείται όταν αποφορτιστεί το C2.

Μια πτώση του άκρου του σήματος εισόδου εκκενώνει το C1 μέσω της διόδου D2.

Ο χρόνος δεν είναι πολύ καλά καθορισμένος επειδή εξαρτάται από τη δίοδο D3. Μπορεί να χρειαστεί να αλλάξετε τους πυκνωτές: όχι C2 και/ή C1 = 100pF. Μια αντίσταση 20MΩ θα μπορούσε να λύσει το πρόβλημα, αλλά δεν είναι εύκολο να το αγοράσετε.

Βήμα 3: Δοκιμή του ανιχνευτή παλμών σε έναν πίνακα ψωμιού

Η εικόνα δείχνει τον ανιχνευτή παλμών στα δεξιά.

Το LED είναι σχεδόν αναμμένο. Αυτό συμβαίνει επειδή το κύκλωμα είναι πολύ ευαίσθητο. Πρέπει να βάλουμε μια αντίσταση μεταξύ της εισόδου και της γείωσης.

Συνδέοντας την είσοδο στη θετική πηγή, ανάβει η λυχνία LED για ένα δευτερόλεπτο. Αυτός ο χρόνος εξαρτάται από τον πυκνωτή C2. Το κύκλωμα εξακολουθεί να λειτουργεί χωρίς C2. Το LED ανάβει πιο σύντομα. Η αιτία είναι η χωρητικότητα πύλης του MOSFET.

Εάν υπάρχουν παλμοί στην είσοδο, το LED ανάβει συνεχώς. Σε συχνότητα κάτω από 1Hz αναβοσβήνει.

Ακόμα ανάβει στα 20Mhz.

Το 74HC00 στην αριστερή πλευρά παράγει πολύ σύντομους παλμούς.

Βήμα 4: Δοκιμή πολύ σύντομου παλμού

Χρειαζόμαστε ένα κύκλωμα που παράγει πολύ σύντομους παλμούς.

Χρησιμοποιούμε δύο πύλες NAND ενός 74HC00. Η πύλη IC2A αντιστρέφει την είσοδο Τ. Η δεύτερη πύλη δεν είναι ((όχι Τ) και Τ). Αυτό είναι πάντα 1. Η πύλη IC2A χρειάζεται λίγο χρόνο για να δημιουργήσει το αποτέλεσμά της. Εάν το T ήταν 0 και αλλάξει σε 1, τότε το IC2A είναι ένας μικρός χρόνος ακόμα 1 και η πύλη IC2B παίρνει για μικρό χρονικό διάστημα ένα 1 και στις δύο εισόδους. Το IC2B δημιουργεί μια μικρή ακίδα 0. Αυτή η ακίδα είναι το εύρος των 10 nns.

Ένας επαγγελματίας ανιχνευτής ακίδων θα ανιχνεύσει μια ακίδα 10ns αλλά τη δική μας. Μπορούμε να τεντώσουμε την ακίδα χρησιμοποιώντας τον πυκνωτή C2 = 100pF στην έξοδο του IC2A. Στη συνέχεια, η ακίδα είναι περίπου 200ns.

Ο ανιχνευτής ακίδων μας ανιχνεύει αιχμές 200ns.

Βήμα 5: Βελτιωμένος λογικός αισθητήρας δύο τρανζίστορ

Ο ανιχνευτής λογικής jazzzzz

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

μπορεί να βελτιωθεί

Εισάγουμε μια ακόμη αντίσταση και ένα zener (D1).

Το zener περιορίζει την τάση στα 3.3V. Τότε τα LED δεν χαμηλώνουν ποτέ σε τάσεις άνω των 4V. Το zener βελτιώνει την ανίχνευση του LOW.

U0 = Uz - Uled - Ube = 3.3V - 2.2V - 0.6V = 0.5V

Αυτό κυμαίνεται από 0,4V έως 0,8V TTL Low. Η τάση στο πράσινο LED είναι 2,2V.

Το Υ HIGHΗΛΟ επίπεδο εξαρτάται από την τάση του κόκκινου LED και είναι

U1 = Uled + Ube = 1.8V + 0.6V = 2.4V.

Αυτό είναι το υψηλό επίπεδο TTL.

Το zener των 3.3V είναι σημαντικό. Χρησιμοποιείται ένα ZF3.3, BZX79-C3V3, 1N5226B ή 1N4728A ca.

Βήμα 6: Το βάζουμε μαζί

Εάν τοποθετήσουμε τον ανιχνευτή παλμών και τον αισθητήρα τρανζίστορ μαζί, έχουμε έναν χρήσιμο λογικό αισθητήρα. Το LED4 δεν έχει εισαχθεί μόνο για να προστατεύσει το LED3 από την αντίστροφη πολικότητα αλλά για να το δείξει αυτό.

Η διάταξη του αισθητήρα λογικής έχει σχεδιαστεί για BC337 και BC327. Η επίπεδη πλευρά των τρανζίστορ βρίσκεται στην πλακέτα του υπολογιστή. Τα 2N4401 και 2N4403 θα λειτουργήσουν επίσης, αλλά η καρφίτσα αντιστρέφεται. Έτσι, πρέπει να τοποθετηθούν με στρογγυλή πλευρά προς τα κάτω.

Ο λογικός ανιχνευτής είναι χτισμένος σε έναν πίνακα vero και τοποθετείται σε έναν διαφανή σωλήνα συρρίκνωσης.

Βήμα 7: Αποτελέσματα

Ο λογικός ανιχνευτής

• είναι πολύ χαριτωμένο, μόνο μερικά λεπτά
• λειτουργεί από 3V έως 12V

• ανιχνεύει επίπεδα TTL και CMOS

  • Χαμηλή @ 3.3V = 0.5V
  • Χαμηλή @ 5,5V = 0,7V
  • Υψηλή @ 3V έως 12V = 2,2V
• προστατεύεται από αντίστροφη τάση έως 12V και
• τάση εισόδου -12V έως +12V

• ανιχνεύει

  • Χαμηλό/Υψηλό (πράσινο/κόκκινο LED) έως 100kHz @ 3.3V και 500kHz @ 5V
  • μεμονωμένους παλμούς έως 200ns
  • συχνότητες έως 20MHz (μπλε LED)

• κληρώσεις

  • ρεύμα τροφοδοσίας μικρότερο από 7mA @ 5V
  • ρεύμα εισόδου μικρότερο από 25μA
• έχει χωρητικότητα εισόδου περίπου 150pF.

Βήμα 8: Περισσότερες πληροφορίες

Μπορείτε να λάβετε περισσότερες πληροφορίες (στα γερμανικά) για τους λογικούς ανιχνευτές

Ένας πολύ απλός λογικός ανιχνευτής 2 LED και 2 αντιστάσεις:

• Ένας λογικός ανιχνευτής που ανιχνεύει 10ns:

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

• Πώς να εντοπίσετε αιχμές:

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