В.Ю. Солонін, м. Конотоп, Сумська обл.

Основними перевагами пробника перед іншими приладами є малі розміри і низька трудомісткість при виготовленні. А ще він має функціональні можливості, яких немає в інших пробників і осцилографів, тому за його виготовлення візьмуться багато, кому потрібно постійно мати при собі багатофункціональний прилад для контролю логічних ланцюгів.

Малі розміри обумовлені тим, що в схемі використані тільки мініатюрні радіоелементи (мікросхеми і транзистори в малих корпусах) і відсутні електролітичні конденсатори.

Пробник дозволяє визначити логічне стан ланцюга, оцінити напруга ланцюга (-5 … +9 В), відрізняє його від обриву (не нуль, не одиниця) і від напруги +5 В, відображає наявність поодиноких коротких імпульсів і періодичного сигналу, визначає їх амплітуду і шпаруватість, показує полярність імпульсів (з нуля в одиницю або з одиниці в нуль). При необхідності спеціальний зонд генерує в ланцюгах імпульсний сигнал незалежно від їх логічного стану, що дозволяє контролювати проходження сигналу по ланцюгах і перевіряти роботу мікросхем.

Незважаючи на використання мініатюрних низькочастотних мікросхем, пробник реагує на періодичні сигнали досить високої частоти (до 150 МГц) і поодинокі короткі імпульси (20 нс і більше). Зазначена тривалість короткого імпульсу створюється високочастотним тригером К131ТМ2 при його самоскиди, тобто коли його вихід з'єднаний зі входом скидання. Раніше опубліковані пробники з аналогічними функціональними можливостями мають значно складнішу схему, використовують великі електролітичні конденсатори великої місткості і багато мікросхем, що збільшує розміри і масу конструкції, ускладнює друковану плату.

У початковому стані світлодіоди HL1 і HL2 (див. рис.) Мають однакову яскравість світіння, що свідчить про те, що напруга на вході близько до середнього між 0 та 5 В. Резистор R1 служить для захисту вхідних ланцюгів пробника при випадковій подачі на його вхід високих позитивних чи негативних напруг. У цьому випадку перестають світитися обидва світлодіода HL1, HL2. Підключення пробника до справної ланцюга призводить до зміни яскравості світіння світлодіодів HL1, HL2 (порівняно зі станом, коли щуп нікуди не підключений). При підключенні його до ланцюга зі станом лог. "0" світлодіод HL1 гасне, а HL2 – збільшує яскравість світіння. При подачі на щуп сигналу лог. "1" яскравіше спалахує світлодіод HL1, а HL2 гасне неповністю. Залишковий світіння означає, що пробник доторкнувся до провідника з напругою, відповідним лог. "1", а не +5 В, інакше він би не світився. Світлодіод HL1 зменшує яскравість свого світіння при підвищенні напруги на щупі до 5.8 B. Світлодіод hL2 зменшує яскравість свого світіння при зміні напруги на щупі (0.-3 В).

Імпульси, що подаються на вхід пробника, диференціюються конденсаторами С8, С9. Позитивна складова продиференціювати імпульсів проходить через діоди VD3, VD4 на емітери транзисторів VT5, VT6. Негативна складова продиференціювати імпульсів запускає одновібратора на мікросхемах DD1, DD2, якщо вона за напругою досягає їх порога спрацьовування. Початкове вхідна напруга, задається подільником R12, R13, R14, ближче до порога спрацьовування одновібратора на мікросхемі DD2, ніж на мікросхемі DD1. Тому однова-братор на мікросхемі DD2 запускається при менших по амплітуді імпульсів, ніж одновібратор на ІМС DD1.

Імпульси, що формуються одновібратора, за тривалістю достатні для їх "візуального спостереження" за допомогою світлодіодів. Якщо вони довші періоду вхідного сигналу, то спалаху світлодіодів HL3, HL4 зливаються в безперервне свічення. Видно спалахи цих світлодіодів при вступі на щуп одиночних імпульсів. Таким чином, при проходженні імпульсів, що відповідають ТТЛ-рівнями, світяться обидва світлодіода HL3, HL4, а при укорочених – тільки світлодіод HL4. Наявність діодів VD3, VD4 і емітерний повторювачів на транзисторах VT5, VT6 забезпечує незалежність амплітуди діагностуємих імпульсів від їх шпаруватості і частоти проходження. При світінні двох світлодіодів (HL3, HL4) співвідношення яркостей світлодіодів HL1, HL2 визначає шпаруватість проходження імпульсів. Якщо яскравіше світить HL1, то в періоді прямування імпульсного сигналу більш тривалої є лог. "1", ніж лог. "0", і навпаки.

Широкий діапазон частот схеми при низькочастотних мікросхемах DD1, DD2 пояснюється тим, що для цих мікросхем, завдяки диодам VD3, VD4 і транзисторам VT5, VT6, імпульси подаються потенціалом, що і викликає їх спрацювання з тривалістю, що задається ланцюгами R7, С4 і R9, С5. Пробник чутливий до низької частоті, незважаючи на малі ємності конденсаторів С8, С9. Індикатор HL4 спрацьовує навіть при дотику руки до щупу.

Генератор зібраний на мікросхемі DD3. Частота проходження вихідних імпульсів визначається конденсатором С7. Протифазні імпульси, між якими існує часовий інтервал, подаються на бази транзисторів VT3, VT4, що мають мале спадання напруги колектор-емітер в режимі насичення, і відкривають їх. У результаті на виході "Зонд" формується сигнал, що має достатню потужність, щоб наводити імпульси в перевіряється ланцюга незалежно від їх логічного стану. Якщо "Зонд" і "Щуп" під'єднати до одного й того ж ланцюга провіднику, то можна перевірити наявність короткого замикання цього провідника з шинами харчування. Воно присутнє, якщо не спрацьовують індикатори імпульсів. Проходження сигналу через мікросхеми можна перевірити, подаючи на їх входи імпульси з "Зонда" і контролюючи зміни логічних станів на їх виходах. Діод VD5 захищає схему при недотриманні полярності. Резистор R23, діоди VD1, VD2 захисту пра-

   

відмови від тютюну транзистори VT3, VT4 і мікросхему DD3 при помилковому підключенні зонда до ланцюгів з напругою, невідповідному ТТЛ-рівнями.

Деталі та конструкція. Схема після правильного складання відразу працездатна і налагодження не вимагає. Резистори і конденсатори будь-якого типу. Діоди будь-які, крім VD3 і VD4, які повинні бути високочастотними. Транзистор VT2 можна замінити на КТ361, а решта – на КТ315 з будь-яким буквеним індексом, однак при цьому звужується діапазон частот, зменшуються вхідний опір і потужність імпульсів, що наводяться виходом "Зонд". Як показала практика, імпульси "Зонда" не виводять з ладу мікросхеми перевіряється блоку.

Як видно зі схеми, генератор являє собою окремий пристрій. Його можна розмістити в тому ж корпусі, що і пробник, або в окремому, а можна використовувати пробник взагалі без нього. Перевага описаного генератора перед відомими полягає в простоті схеми: знадобилася всього одна мікросхема для формування сигналів, зсунутих у часі один щодо одного. Пробник з генератором, виконані навісним монтажем, поміщають на платі-макетніце розмірами 90×20 мм. Висота монтажу 10 мм. За розмірами такий прилад становить 0,7 обсягу сірникової коробки.