Rev Author Line No. Line
331 miho 1 <!DOCTYPE html PUBLIC "-//W3C//DTD HTML 4.01//EN" "http://www.w3.org/TR/html4/strict.dtd">
227 miho 2 <html>
3 <head>
4 <meta http-equiv="Content-Type" content="text/html; charset=utf-8">
5 <title> TTLPROBE02A </title>
6 <meta name="keywords" content="stavebnice MLAB TTL logcká sonda modul MLAB">
7 <meta name="description" content="Projekt MLAB, TTL logická sonda jako modul MLAB">
8 <!-- AUTOINCLUDE START "Page/Head.cs.ihtml" DO NOT REMOVE -->
9 <link rel="StyleSheet" href="../../../../../Web/CSS/MLAB.css" type="text/css" title="MLAB základní styl">
381 miho 10 <link rel="StyleSheet" href="../../../../../Web/CSS/MLAB_Print.css" type="text/css" media="print">
227 miho 11 <link rel="shortcut icon" type="image/x-icon" href="../../../../../Web/PIC/MLAB.ico">
12 <script type="text/javascript" src="../../../../../Web/JS/MLAB_Menu.js"></script>
13 <!-- AUTOINCLUDE END -->
14 </head>
15  
16 <body lang="cs">
17  
18 <!-- AUTOINCLUDE START "Page/Header.cs.ihtml" DO NOT REMOVE -->
19 <!-- ============== HLAVICKA ============== -->
20 <div class="Header">
21 <script type="text/javascript">
22 <!--
23 SetRelativePath("../../../../../");
24 DrawHeader();
25 // -->
26 </script>
27 <noscript>
28 <p><b> Pro zobrazení (vložení) hlavičky je potřeba JavaScript </b></p>
29 </noscript>
30 </div>
31 <!-- AUTOINCLUDE END -->
32  
33 <!-- AUTOINCLUDE START "Page/Menu.cs.ihtml" DO NOT REMOVE -->
34 <!-- ============== MENU ============== -->
35 <div class="Menu">
36 <script type="text/javascript">
37 <!--
38 SetRelativePath("../../../../../");
39 DrawMenu();
40 // -->
41 </script>
42 <noscript>
43 <p><b> Pro zobrazení (vložení) menu je potřeba JavaScript </b></p>
44 </noscript>
45 </div>
46 <!-- AUTOINCLUDE END -->
47  
48 <!-- ============== TEXT ============== -->
49 <div class="Text">
50 <p class="Title">
51 Logická sonda – do stavebnice
52 </p>
53 <p class=Autor>
54 Milan Horkel
55 </p>
56 <p class="Subtitle">
57 Logická sonda v podobě modulu slouží k zobrazování logických stavů H a
58 L a neurčitého stavu X TTL logiky na třech LED. Logická sonda zobrazuje
59 krátké impulsy na vstupu tak, aby byly viditelné.
60 </p>
61 <p class="Subtitle">
62 <img width="284" height="134" src="Pictures/image001.gif"
63 alt="Pohled zhora">
64 <img width="283" height="133" src="Pictures/image002.jpg"
65 alt="Pohled zdola">
66 <p>
67 <a href="../TTLPROBE02A.cs.pdf"><img class="NoBorder"
68 src="../../../../../Web/PIC/FileIco_PDF.ico"
69 alt="Acrobat">&nbsp;PDF verze</a>
70 </p>
71  
72 <h1> Technické parametry </h1>
73  
74 <table>
75 <tr>
76 <th> Parametr </th>
77 <th> Hodnota </th>
78 <th> Poznámka </th>
79 </tr>
80 <tr>
81 <td> Napájení </td>
82 <td> +5V ±5% </td>
83 <td> </td>
84 </tr>
85 <tr>
86 <td> Spotřeba </td>
87 <td> cca 20mA </td>
88 <td> </td>
89 </tr>
90 <tr>
91 <td> Vstupní napětí </td>
92 <td> -12V až +12V </td>
93 <td> Krátkodobě </td>
94 </tr>
95 <tr>
96 <td> Vstupní proud </td>
97 <td> -200uA až +300uA </td>
98 <td> Min. cca 7.5kΩ </td>
99 </tr>
100 <tr>
101 <td> Stav L </td>
102 <td> &lt;0.8V </td>
103 <td> Stav Low </td>
104 </tr>
105 <tr>
106 <td> Stav X </td>
107 <td> 0.8V .. 2.0V </td>
108 <td> Nerozhodný stav </td>
109 </tr>
110 <tr>
111 <td> Stav H </td>
112 <td> &gt;2.0V </td>
113 <td> Stav High </td>
114 </tr>
115 <tr>
116 <td> Rozměry </td>
117 <td> 51 x 16 x 5 mm </td>
118 <td> Nad nosnou deskou </td>
119 </tr>
120 </table>
121  
122 <h1> Popis konstrukce </h1>
123  
124 <h2> Úvodem </h2>
125  
126 <p>
127 Logická sonda je základní pomůcka pro práci s číslicovou technikou
128 protože umožňuje rychle zobrazovat logické stavy na měřeném místě.
129 Kromě pasivního zobrazování logických stavů je sonda schopna zobrazovat
130 i krátké impulsy (délky řádu nanosekund), které by byly přímo
131 neviditelné.
132 </p>
133  
134 <p>
135 Konstrukce přímo vychází z logické sondy, která byla publikována v
136 ARA8/80 (tehdy se stavěla na soutěži Integra 1980). Logická sonda je
137 velmi jednoduchá a plně vyhovuje svými parametry i dnes po více než 20
138 letech od svého vzniku. Zapojení je funkčně shodné s původní
139 konstrukcí, jen hodnoty součástek jsou upravené pro současnou
140 součástkovou základnu.
141 </p>
142  
143 <h2> Zapojení modulu </h2>
144  
145 <p>
146 Logická sonda má na vstupu emitorový sledovač s tranzistorem Q1, který
147 zajišťuje dostatečně vysokou vstupní impedanci sondy tak, aby sonda
148 příliš neovlivňovala testovaný obvod. K ovlivnění vždy dojde ale
149 logické obvody pracují s vysokou mírou odolnosti a tak by se chování
150 měřeného obvodu nemělo změnit. Pokud přesto ke změně dojde, je to
151 známkou toho, že je obvod chybně navržen.
152 </p>
153  
154 <p>
155 Diody D1, D2 a D3 spolu s emitorovou diodou Q1 posouvají vstupní úrovně
156 o cca 1.4V tak, aby bylo možné nastavit rozhodovací úrovně pro přechod
157 mezi stavy L-X-H pomocí trimrů P1 a P2. Skutečná rozhodovací úroveň
158 hradel bývá kolem 1.4V. Dioda D4 chrání emitorový přechod tranzistoru
159 Q1 před záporným napětím a kondenzátor C1 zlepšuje dynamické chování
160 vstupního obvodu. Odpory R1 a R2 (spolu s diodami D1, D2 a D3) definují
161 klidové napětí na vstupu sondy, pokud není nikam připojena (kolem
162 1.6V).
163 </p>
164  
165 <p>
166 <img width="355" height="888" src="Pictures/image005.gif"
167 alt="Schéma zapojení">
168 </p>
169  
170 <p>
171 Dále uvedené grafy zobrazují závislost vstupního proudu na vstupním
172 napětí (záporná hodnota znamená, že proud teče ze sondy ven) a
173 závislost rozhodovací úrovně na napájecím napětí. Obě rozhodovací
174 úrovně mají 2 čáry protože je jejich hodnota nejistá a to dvěma možnými
175 způsoby. Buď má sonda hysterezi (tedy překlápí stav v různých bodech v
176 závislosti na tom, zda napětí roste nebo klesá) – tak se chová sonda
177 osazená obvody PHILIPS 74HCT00) nebo svítí současně dvě LED (tedy začne
178 se postupně rozsvěcet stav X a teprve poté zhasínat stav H nebo L) –
179 tak se chová sonda osazená obvody ST 74HCT00. Obě varianty jsou
180 prakticky stejně použitelné.
181 </p>
182  
183 <p>
184 <img width="324" height="203" src="Pictures/image003.gif"
185 alt="V-A charakteristika vstupu">
186 <img width="309" height="203" src="Pictures/image004.gif"
187 alt="Závislost rozhodovací úrovně na napájení">
188 </p>
189  
190 <p>
191 Na běžce trimrů jsou připojena hradla, která detekují příslušné
192 rozhodovací úrovně a jejich výstup aktivuje monostabilní klopné obvody,
193 které přímo budí indikační LED. Monostabilní klopné obvody prodlužují
194 krátké impulsy (od délky řádu 10 nanosekund) tak, aby byly zrakem
195 viditelné (řádově desetiny sekundy).
196 </p>
197  
198 <p>
199 Dioda D8 je ochranná proti přepólování. Pozor na to, že ochranná dioda
200 ochrání sondu jen v případě, že sama vydrží. Zdroj z počítače PC
201 zapojený opačně ji zcela určitě zničí i s celou sondou a možná i s
202 kabelem. Pokud hrozí taková chyba, je vhodné sondu připojovat přes
203 malou Schottkyho diodu vkladném pólu napájení (například BAT41). Malý
204 úbytek napětí nevadí.
205 </p>
206  
207 <p>
208 <img width="314" height="117" src="Pictures/image006.gif"
209 alt="Ochrana napájení">
210 </p>
211  
212 <h2> Mechanická konstrukce </h2>
213  
214 <p>
215 Sonda je realizována v podobě modulu projektu MLAB a je vybavena dvěma
216 šrouby pro připevnění na nosnou desku. Připevňuje se součástkami směrem
217 k nosné desce.
218 </p>
219  
220 <h1> Osazení a oživení </h1>
221  
222 <h2> Osazení </h2>
223  
224 <p>
225 <img width="403" height="162" src="Pictures/image007.jpg"
226 alt="Osazení">
227 </p>
228  
229 <table class="Soupiska">
230 <tr>
231 <th> Reference </th>
232 <th> Název </th>
233 <th> </th>
234 <th> Reference </th>
235 <th> Název </th>
236 </tr>
237 <tr>
238 <th colspan="2"> Odpory R0805 </th>
239 <td></td>
240 <th colspan="2"> Tranzistory </th>
241 </tr>
242 <tr>
243 <td> R10 </td>
244 <td> 0 </td>
245 <td> </td>
246 <td> Q1 </td>
247 <td> BC817-25SMD </td>
248 </tr>
249 <tr>
250 <td> R5, R6, R9 </td>
251 <td> 330 </td>
252 <td></td>
253 <th colspan="2"> Integrované obvody </th>
254 </tr>
255 <tr>
256 <td> R1, R2, R4, R8 </td>
257 <td> 15k </td>
258 <td> </td>
259 <td> U1, U2 </td>
260 <td> 74HCT00SMD </td>
261 </tr>
262 <tr>
263 <td> R3, R7 </td>
264 <td> 27k </td>
265 <td></td>
266 <th colspan="2"> Mechanické součásti </th>
267 </tr>
268 <tr>
269 <th colspan="2"> Odporové trimry </th>
270 <td> </td>
271 <td> J1 </td>
272 <td> JUMP2X3 </td>
273 </tr>
274 <tr>
275 <td> P1, P2 </td>
276 <td> 1k </td>
277 <td></td>
278 <td> J2 </td>
279 <td> JUMP2 </td>
280 </tr>
281 <tr>
282 <th colspan="2"> Keramické kondenzátory C0805 </th>
283 <td> </td>
284 <th colspan="2"> Konstrukční součásti </th>
285 </tr>
286 <tr>
287 <td> C1 </td>
288 <td> 15pF </td>
289 <td> </td>
290 <td> 2x </td>
291 <td> Šroub M3x12, křížový, válcová hlava </td>
292 </tr>
293 <tr>
294 <td> C5, C3 </td>
295 <td> 150pF </td>
296 <td> </td>
297 <td> 2x </td>
298 <td> Podložka M3 </td>
299 </tr>
300 <tr>
301 <td> C6, C7 </td>
302 <td> 100nF </td>
303 <td> </td>
304 <td> 2x </td>
305 <td> Sloupek M3x5 </td>
306 </tr>
307 <tr>
308 <th colspan="2"> Tantalové kondenzátory </th>
309 <td></td>
310 <td></td>
311 <td></td>
312 </tr>
313 <tr>
314 <td> C2, C4, C8 </td>
315 <td> 10uF/6.3V </td>
316 <td></td>
317 <td></td>
318 <td></td>
319 </tr>
320 <tr>
321 <th colspan="2"> Diody </th>
322 <td></td>
323 <td></td>
324 <td></td>
325 </tr>
326 <tr>
327 <td> D1, D2, D3, D4 </td>
328 <td> 1N4448SMD </td>
329 <td></td>
330 <td></td>
331 <td></td>
332 </tr>
333 <tr>
334 <td> D5 </td>
335 <td> LED2mA_Green </td>
336 <td></td>
337 <td></td>
338 <td></td>
339 </tr>
340 <tr>
341 <td> D6 </td>
342 <td> LED2mA_Yellow </td>
343 <td></td>
344 <td></td>
345 <td></td>
346 </tr>
347 <tr>
348 <td> D7 </td>
349 <td> LED2mA_Red </td>
350 <td></td>
351 <td></td>
352 <td></td>
353 </tr>
354 <tr>
355 <td> D8 </td>
356 <td> 1N4007SMD </td>
357 <td></td>
358 <td></td>
359 <td></td>
360 </tr>
361 </table>
362  
363 <p>
364 LED a konektorové hřebínky se osazují z opačné strany než součásti SMD.
365 Při lakování hotové desky je třeba dát pozor na lakování trimrů. Je
366 lépe trimry nelakovat aby bylo možné pozdější nastavení rozhodovacích
367 úrovní sondy.
368 </p>
369  
370 <h2> Oživení a nastavení </h2>
371  
372 <p>
373 Nejprve postupně zvyšujeme napájecí napětí za současného měření
374 napájecího proudu. Napájecí proud by měl být cca 15mA až 20mA při
375 napětí 5V.
376 </p>
377  
378 <p>
379 Pokud je spotřeba v těchto mezích je možné přistoupit k nastavení
380 rozhodovacích úrovní logické sondy. Na vstup připojíme potenciometr
381 zapojený mezi zem a napájení +5V a běžec připojíme na vstup sondy.
382 Rozhodovací úroveň mezi stavy L a X se nastavuje trimrem P2 na napětí
383 +0.8V a rozhodovací úroveň mezi stavy X a H nastavujeme trimrem P1 na
384 napětí +2.0V.
385 </p>
386  
387 <p>
388 Na závěr zkontrolujeme postupným přechodem napětí na vstupu sondy mezi
389 hodnotami 0V a +5V a zpět, že dochází k přechodu mezi stavy L X H a
390 zpět při správných napětích.
391 </p>
392  
393 <h1> Uživatelský návod </h1>
394  
395 <p>
396 Sonda se vždy napájí z napájecího zdroje o napětí +5V (funguje i při
397 napětí podstatně nižším, ale pak je třeba znovu nastavit rozhodovací
398 úrovně). Měřený obvod musí mít propojen svou digitální zem se zemí
399 sondy. Toto propojení obvykle zajišťuje nosná deska na které je sonda
400 upevněna.
401 </p>
402  
403 <p>
404 Je třeba mít na paměti, že sonda není osciloskop a že není schopna
405 poskytnou spolehlivou informaci o kvalitě signálu. Reálné obvody na
406 měřené desce mohou být rušeny špičkami v napájecím napětí (jak VCC tak
407 i GND), mohou reagovat na velmi krátké a ostré impulsy na svých
408 vstupech (jednotky nanosekund) a obvykle mají jinou rozhodovací úroveň
409 než sonda.
410 </p>
411  
412 </div>
413  
414 <!-- AUTOINCLUDE START "Page/Footer.cs.ihtml" DO NOT REMOVE -->
415 <!-- ============== PATIČKA ============== -->
416 <div class="Footer">
417 <script type="text/javascript">
418 <!--
419 SetRelativePath("../../../../../");
420 DrawFooter();
421 // -->
422 </script>
423 <noscript>
424 <p><b> Pro zobrazení (vložení) hlavičky je potřeba JavaScript </b></p>
425 </noscript>
426 </div>
427 <!-- AUTOINCLUDE END -->
428  
429 </body>
430 </html>