สำรวจวงจรโพรบลอจิกที่มีประโยชน์ 3 แบบ

วงจรโพรบลอจิก LED 3 ตัวที่เรียบง่าย แต่ใช้งานได้หลากหลายเหล่านี้สามารถใช้ทดสอบแผงวงจรดิจิทัลเช่น CMOS, TTL หรือที่คล้ายกันสำหรับการแก้ไขปัญหา ฟังก์ชันลอจิก ของ ICs และระยะที่เกี่ยวข้อง

ตัวบ่งชี้ระดับลอจิกจะแสดงผ่าน LED 3 ดวง ไฟ LED สีแดงสองดวงใช้เพื่อระบุว่าลอจิกสูงหรือลอจิกต่ำ ไฟ LED สีเขียวแสดงว่ามีพัลส์ตามลำดับที่จุดทดสอบ

กำลังของวงจรโพรบลอจิกได้มาจากวงจรที่อยู่ระหว่างการทดสอบดังนั้นจึงไม่มีแบตเตอรี่แยกที่เกี่ยวข้องกับการออกแบบ

ข้อกำหนดการทำงาน

ประสิทธิภาพและลักษณะของหัววัดสามารถเข้าใจได้ตั้งแต่วันที่ต่อไปนี้:

1) คำอธิบายวงจร

วงจรโพรบลอจิกถูกสร้างขึ้นโดยใช้อินเวอร์เตอร์ / บัฟเฟอร์เกตจาก IC 4049 ตัวเดียว

3 ประตูใช้สำหรับสร้างวงจรตรวจจับลอจิกหลักสูง / ต่ำในขณะที่สองใช้ในการสร้างวงจรโมโนสเตเบิลมัลติไวเบรเตอร์

หัววัดที่ตรวจจับระดับลอจิกเชื่อมต่อกับเกต IC1c ผ่านตัวต้านทาน R9

เมื่อตรวจพบลอจิกอินพุตสูงหรือลอจิก 1 เอาต์พุต IC1c จะลดต่ำลงทำให้ LEd2 สว่างขึ้น

ในทำนองเดียวกันเมื่อตรวจพบ LOW หรือลอจิก 0 ที่หัววัดอินพุตคู่ของชุด IC1 e และ IC1f จะสว่างขึ้น LED1 ผ่าน R4

สำหรับระดับอินพุต 'ลอย' หมายถึงเมื่อโพรบลอจิกไม่ได้เชื่อมต่อกับสิ่งใด ๆ ตัวต้านทาน R1, R2, R3 ตรวจสอบให้แน่ใจว่า IC1c และ IC1f อยู่ด้วยกันในตำแหน่ง HIGH ลอจิก

ตัวเก็บประจุ C1 ที่เชื่อมต่อกับ R2 ทำงานเหมือนตัวเก็บประจุแบบแอคชั่นเร็วซึ่งทำให้แน่ใจได้ว่ารูปร่างพัลส์ที่อินพุตของ IC1e นั้นคมชัดทำให้โพรบสามารถประเมินและติดตามได้แม้กระทั่งอินพุตลอจิกความถี่สูงที่มากกว่า 1 MHz

วงจรโมโนสเตเบิลที่สร้างขึ้นรอบ IC1a และ IC1b จะเพิ่มพัลส์ที่สั้น (ต่ำกว่า 500 nsec) เป็น 15 msec (0.7RC) ด้วยความช่วยเหลือของ C3 และ R8

อินพุตไปยัง monostable ได้มาจาก IC1c ในขณะที่ C2 จัดเตรียมการแยกที่ต้องการจากเนื้อหา DC

ในสถานการณ์ปกติชิ้นส่วน R7 และ D1 จะเปิดใช้งานอินพุต IC1b เพื่อให้อยู่ที่ตรรกะ HIGH อย่างไรก็ตามเมื่อตรวจพบพัลส์ขอบลบผ่าน C2 เอาต์พุต IC1b จะเปลี่ยนเป็น HIGH บังคับให้เอาต์พุต IC1a อยู่ในระดับต่ำและเปิด LED3

ไดโอด D1 ตรวจสอบให้แน่ใจว่าอินพุต IC1b ยังคงอยู่ในระดับลอจิกต่ำ (มากกว่า 0.7V) เปิดเครื่องตราบใดที่เอาต์พุต IC1a ยังคงต่ำ

การกระทำข้างต้นยับยั้งพัลส์ซ้ำ ๆ จากการทริกเกอร์อินพุตของ IC1b ซ้ำจนกว่า monostable จะถูกดึงกลับมาใหม่เนื่องจากการปล่อย C3 ไปทั่วโลกผ่าน R8 สิ่งนี้ทำให้เอาต์พุต IC1a กลายเป็นลอจิกสูงปิด LED3

ตัวเก็บประจุ C4 และ C5 ซึ่งไม่สำคัญจะปกป้องสายจ่าย IC จากแรงดันไฟฟ้าและแรงดันที่อาจเกิดขึ้นชั่วขณะซึ่งเล็ดลอดออกมาจากวงจรที่อยู่ระหว่างการทดสอบ

การออกแบบ PCB และการวางซ้อนส่วนประกอบ

ส่วนรายการ

วิธีทดสอบ

ในการทดสอบการทำงานของโพรบลอจิกให้เชื่อมต่อกับแหล่งจ่าย 5 V ไฟ LED 3 ดวง ณ จุดนี้ควรปิดอยู่โดยที่หัววัดไม่ได้เชื่อมต่อกับแหล่งกำเนิดใด ๆ หรือลอยอยู่

ตอนนี้ความต้านทาน R2 และ R3 จะต้องมีการปรับแต่งขึ้นอยู่กับการตอบสนองของไฟ LED ตามที่อธิบายไว้ด้านล่าง

หากคุณพบว่า LED2 เริ่มติดสว่างหรือกะพริบเมื่อขับเคลื่อนให้ลองเพิ่มค่า R2 เป็น 820 k จนกว่าจะหยุดเรืองแสง อย่างไรก็ตาม LED 2 จะต้องเรืองแสงเมื่อปลายนิ้วสัมผัส

นอกจากนี้ให้ลองทดสอบโดยแตะหัววัดลอจิกเข้ากับรางจ่ายซึ่งจะต้องทำให้ไฟ LED ที่เกี่ยวข้องสว่างขึ้นและทำให้ไฟ LED ของ PULSE กะพริบเมื่อหัววัดสัมผัสกับสาย DC บวก

ในสถานการณ์เช่นนี้ LED deyction ต่ำจะต้องสว่างขึ้นหากไม่เป็นเช่นนั้น R2 อาจมีขนาดใหญ่เกินไปเล็กน้อย ลองใช้ 560k และตรวจสอบการตอบสนองที่ถูกต้องโดยทำซ้ำขั้นตอนข้างต้น

จากนั้นลองใช้แหล่งจ่ายไฟ 15 V เป็นแหล่งจ่ายดังที่กล่าวมาแล้วไฟ LED ทั้ง 3 ดวงจะต้องปิดอยู่เสมอ

LED สำหรับการตรวจจับสูงอาจแสดงแสงสลัวเล็กน้อยในขณะที่ปลายหัววัดไม่ได้เชื่อมต่อ อย่างไรก็ตามหากคุณพบว่าแสงเรืองแสงสูงอย่างเห็นได้ชัดคุณอาจลองลดค่า R3 ลงเหลือ 470 k เพื่อให้แทบจะไม่สังเกตเห็นแสงเรืองแสงได้

แต่หลังจากนี้ให้ตรวจสอบวงจรโพรบลอจิกด้วยแหล่งจ่าย 5 V อีกครั้งเพื่อให้แน่ใจว่าการตอบสนองจะไม่เปลี่ยนแปลงในลักษณะใด ๆ

2) เครื่องทดสอบระดับลอจิกแบบง่ายและวงจรตัวบ่งชี้

นี่คือวงจรโพรบทดสอบระดับลอจิกที่ง่ายกว่าซึ่งอาจเป็นอุปกรณ์ที่มีประโยชน์มากสำหรับผู้ที่อาจต้องการวัดระดับตรรกะของวงจรดิจิทัลบ่อยๆ

เนื่องจากเป็นวงจรที่ใช้ IC จึงถูกนำไปใช้ในเทคโนโลยี CMOS แอปพลิเคชันนี้มีไว้สำหรับทดสอบวงจรโดยใช้เทคโนโลยีเดียวกัน

โดย: R.K. ซิงห์

การทำงานของวงจร

อำนาจสำหรับการเสนอ ประตูลอจิก เครื่องทดสอบได้มาจากวงจรที่ทดสอบเอง อย่างไรก็ตามต้องใช้ความระมัดระวังไม่ให้ขั้วไฟฟ้ากลับด้านดังนั้นเมื่อเชื่อมต่อตรวจสอบให้แน่ใจว่าได้ตั้งค่าสีของสายไฟแต่ละเส้นแล้วตัวอย่างเช่นสีแดงสำหรับสายที่เชื่อมต่อด้วยแรงดันไฟฟ้าบวก (CN2) และสีดำเข้ากับสายไฟที่ไปที่ 0 โวลต์ (CN3)

รายละเอียดการทำงานของโพรบทดสอบลอจิกด้วย IC 4001

การดำเนินการนั้นง่ายมาก วงจรรวม 4001 CMOS มีประตู NOR สองอินพุตสี่ช่องไฟ LED 3 ดวงและส่วนประกอบแบบพาสซีฟบางส่วนที่ใช้ในการออกแบบ

การนำไปใช้งานก็มีความสำคัญเช่นกันเพื่อให้สามารถใช้งานได้อย่างสะดวกสบายในขณะทดสอบดังนั้นวงจรพิมพ์ควรอยู่ในรูปทรงที่ยืดออกโดยเฉพาะอย่างยิ่ง

เมื่อมองไปที่รูปเราจะเห็นว่าสัญญาณตรวจจับถูกนำไปใช้กับเทอร์มินัล CN1 ซึ่งเชื่อมต่อกับประตู NOR ซึ่งอินพุตจะเชื่อมต่อเป็นประตูไม่หรืออินเวอร์เตอร์

สัญญาณกลับหัวจะใช้กับ LED 2 ดวง ไดโอดจะเปลี่ยนขึ้นอยู่กับระดับแรงดันไฟฟ้า (ลอจิก) ที่เอาต์พุตของเกต

หากอินพุตเป็นเอาต์พุตระดับลอจิกสูงของประตูแรกจะเปิดใช้งาน LED สีแดงต่ำ

ในทางกลับกันหากการตรวจจับอยู่ในระดับต่ำสัญญาณจะถูกตรวจจับอยู่ในระดับต่ำเอาต์พุตของเกตนี้จะแสดงผลที่ระดับสูงโดยให้ไฟ LED สีเขียวสว่างขึ้น

ในกรณีที่สัญญาณอินพุตเป็น AC หรือกะพริบ (ระดับแรงดันไฟฟ้าที่แตกต่างกันตลอดเวลาระหว่างสูงและต่ำ) ไฟ LED ทั้งสีแดงและสีเขียวจะติดสว่าง

เพื่อรับทราบว่าสัญญาณพัลซิ่งอาจรับรู้ได้ไฟ LED สีเหลืองจะเริ่มกะพริบที่นี่ การกะพริบนี้ดำเนินการโดยใช้ประตู NOR ที่สองและสาม C1 และ R4 ซึ่งทำหน้าที่เหมือนออสซิลเลเตอร์

ลอจิกเอาต์พุตของออสซิลเลเตอร์ถูกนำไปใช้กับประตู NOR ที่ 4 ที่เชื่อมต่อเป็นประตูอินเวอร์เตอร์ซึ่งมีหน้าที่โดยตรงในการเปิดใช้งาน LED สีเหลืองผ่านตัวต้านทานที่กำหนด ออสซิลเลเตอร์นี้สามารถเห็นได้อย่างต่อเนื่องโดยเอาต์พุตของประตู NOR แรก

แผนภูมิวงจรรวม

รายการชิ้นส่วนสำหรับวงจรโพรบทดสอบลอจิกที่อธิบายไว้ข้างต้น

- 1 วงจรรวม CD4001 (4 2-input NOR gate รุ่น CMOS)
- ไฟ LED 3 ดวง (1 แดง 1 เขียว 1 เหลือง 1 ดวง
- ตัวต้านทาน 5 ตัว: 3 1K (R1, R2, R3), 1 2.2M (R5), 1 4.7M (R4)
- 1 ไม่มีตัวเก็บประจุ: 100 nF

3) เครื่องทดสอบลอจิกโดยใช้ LM339 IC

อ้างอิงถึงวงจรโพรบลอจิก LED 3 ตัวถัดไปด้านล่างซึ่งสร้างขึ้นประมาณ 3 ตัวเปรียบเทียบจาก IC LM339

LED บ่งบอกถึงเงื่อนไขที่แตกต่างกัน 3 ระดับของระดับแรงดันลอจิกอินพุต

ตัวต้านทาน R1, R2, R3 ทำงานเหมือนตัวต้านทานซึ่งช่วยกำหนดระดับแรงดันไฟฟ้าต่างๆที่หัววัดอินพุต

ศักย์สูงกว่า 3 V ทำให้เอาต์พุตของ IC1 A ต่ำลงโดยเปิดไฟ LED 'สูง'

เมื่อศักย์ลอจิกอินพุตน้อยกว่า 0.8 V เอาต์พุต IC1 B จะต่ำลงทำให้ D2 สว่างขึ้น

ในกรณีที่ระดับหัววัดลอยอยู่หรือไม่ได้เชื่อมต่อกับแรงดันไฟฟ้าใด ๆ จะทำให้ LED 'FLOAT' สว่างขึ้น

เมื่อตรวจพบความถี่ที่อินพุตให้เปิดทั้งไฟ LED 'สูง' และ 'ต่ำ' ซึ่งแสดงว่ามีความถี่การสั่นที่อินพุต

จากคำอธิบายข้างต้นเราสามารถเข้าใจได้ว่าเป็นไปได้ที่จะปรับระดับการตรวจจับของแรงดันลอจิกอินพุตเพียงแค่ปรับแต่งค่าของ R1, R2 หรือ R3 ให้เหมาะสม

เนื่องจาก IC LM339 สามารถทำงานร่วมกับอินพุตแหล่งจ่ายได้ถึง 36 V หมายความว่าโพรบลอจิกนี้ไม่ได้ จำกัด ไว้ที่ TTL ICs เท่านั้น แต่สามารถใช้สำหรับทดสอบวงจรลอจิกได้ตั้งแต่ 3 V ถึง 36 V