Logiktastkopf mit Impulserkennung - Gunook

2025 Autor: John Day | [email protected]. Zuletzt bearbeitet: 2025-01-23 12:52

Die TWO TRANSISTOR LOGC PROBE von jazzzzz

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

ist einfach - aber nicht dumm - es funktioniert sehr gut, um den logischen Pegel von TTL und CMOS zu bestimmen. Ein Hauptproblem beim Testen digitaler Schaltungen ist das Erkennen von Impulsen und Glitches. Die ZWEI-TRANSISTOR-LOGC-SONDE

• versagt bei Frequenzen über 500kHz und
• ein 1ms Glitch ist nicht zu sehen.

Schritt 1: Impulse erkennen

Eine Schaltung bestehend aus einem MOSFET, zwei Dioden, zwei Kondensatoren, einer LED und einem Widerstand löst dieses Problem.

Wenn die Sonde einen Impuls erkennt, leuchtet die LED 1 Sekunde lang. Die gute Nachricht: Es erkennt einzelne Pulse bis hinunter zu 100 ns.

Schritt 2: Wie es funktioniert

Eine steigende Flanke eines Pulses lädt die beiden Kondensatoren über C1 - D3 - C2. Die Spannung an C2 steigt viel stärker an als an C1. Die Spannung an C2 ist die Gatespannung des MOSFET. Der MOSFET schaltet ein und die LED leuchtet.

Der Kondensator C1 wird durch den Leckstrom der Diode D3 entladen. Der MOSFET schaltet ab, wenn C2 entladen wird.

Eine fallende Flanke des Eingangssignals entlädt C1 über die Diode D2.

Das Timing ist nicht sehr gut bestimmt, da es von der Diode D3 abhängt. Eventuell müssen die Kondensatoren gewechselt werden: kein C2 und/oder C1 = 100pF. Ein Widerstand von 20 MΩ könnte das Problem lösen, ist aber nicht einfach zu kaufen.

Schritt 3: Testen des Pulsdetektors auf einem Brotbrett

Das Bild zeigt den Pulsdetektor auf der rechten Seite.

Die LED ist fast an. Das liegt daran, dass die Schaltung sehr empfindlich ist. Wir müssen einen Widerstand zwischen Eingang und Masse legen.

Wenn Sie den Eingang mit der positiven Quelle verbinden, leuchtet die LED eine Sekunde lang. Diese Zeit hängt vom Kondensator C2 ab. Die Schaltung funktioniert noch ohne C2. Die LED leuchtet kürzer. Ursache ist die Gate-Kapazität des MOSFET.

Bei Impulsen am Eingang leuchtet die LED ständig. Bei einer Frequenz unter 1Hz blinkt sie.

Es leuchtet immer noch mit 20Mhz.

Der 74HC00 auf der linken Seite erzeugt sehr kurze Impulse.

Schritt 4: Testen eines sehr kurzen Pulses

Wir brauchen eine Schaltung, die sehr kurze Impulse erzeugt.

Wir verwenden zwei NAND-Gatter eines 74HC00. Das Gate IC2A invertiert den Eingang T. Das zweite Gate ist nicht ((nicht T) und T). Das ist immer 1. Das Gate IC2A braucht einige Zeit, um sein Ergebnis zu erzeugen. Wenn T 0 war und auf 1 wechselt, dann ist IC2A für kurze Zeit immer noch 1 und das Gate IC2B bekommt für kurze Zeit eine 1 an beiden Eingängen. IC2B erzeugt eine kurze 0-Spitze. Diese Spitze liegt im Bereich von 10 ns.

Ein professioneller Spike-Detektor erkennt eine Spitze von 10 ns, aber unsere. Wir können die Spitze mit dem Kondensator C2 = 100 pF am Ausgang von IC2A dehnen. Dann beträgt die Spitze etwa 200 ns.

Unser Spike-Detektor erkennt Spikes von 200ns.

Schritt 5: Verbesserte Zwei-Transistor-Logiksonde

Die jazzzzz-Logiksonde

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

Kann verbessert werden.

Wir fügen einen weiteren Widerstand und einen Zener (D1) ein.

Der Zener begrenzt die Spannung auf 3,3 V. Dann werden die LEDs bei Spannungen über 4 V nie gedimmt. Der Zener verbessert die Erkennung von LOW.

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

Dies liegt im Bereich von 0,4 V bis 0,8 V von TTL Low. Die Spannung an der grünen LED beträgt 2,2V.

Der HIGH-Pegel hängt von der Spannung der roten LED ab und ist

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

Dies ist der TTL-High-Pegel.

Der Zener von 3,3 V ist wichtig. Es kann ein ZF3.3, BZX79-C3V3, 1N5226B oder 1N4728A verwendet werden.

Schritt 6: Zusammenbauen

Wenn wir den Impulsdetektor und die Transistorlogiksonde zusammensetzen, erhalten wir eine nützliche Logiksonde. Die LED4 ist nicht nur eingefügt, um LED3 gegen Verpolung zu schützen, sondern um dies anzuzeigen.

Das Layout des Logiktastkopfes ist für BC337 und BC327 ausgelegt. Die flache Seite der Transistoren befindet sich auf der Platine. Die 2N4401 und 2N4403 funktionieren auch, aber die Pinning ist umgekehrt. Sie müssen daher mit der runden Seite nach unten eingelegt werden.

Die Logiksonde ist auf einem Vero-Board aufgebaut und in einen transparenten Schrumpfschlauch gesteckt.

Schritt 7: Ergebnisse

Die Logiksonde

• ist sehr günstig, nur ein paar Cent
• funktioniert bei 3V bis 12V

• erkennt TTL- und CMOS-Pegel

  • Niedrig bei 3,3 V = 0,5 V
  • Niedrig bei 5,5 V = 0,7 V
  • Hoch @ 3V bis 12V = 2,2V
• ist gegen Rückspannung bis 12V geschützt und
• Eingangsspannung -12V bis +12V

• erkennt

  • Low/High (grüne/rote LED) bis 100kHz @ 3.3V und 500kHz @ 5V
  • Einzelimpulse bis 200ns
  • Frequenzen bis 20MHz (blaue LED)

• zieht

  • ein Versorgungsstrom von weniger als 7mA @ 5V
  • ein Eingangsstrom von weniger als 25µA
• hat eine Eingangskapazität von ca. 150pF.

Schritt 8: Weitere Informationen

Weitere Informationen zu Logiktastköpfen erhalten Sie

Ein ganz einfacher Logiktastkopf 2 LEDs und 2 Widerstände:

• Eine Logiksonde, die 10 ns erkennt:

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

• So erkennen Sie Spitzen:

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