<!DOCTYPE html PUBLIC "-//W3C//DTD HTML 4.01//EN" "http://www.w3.org/TR/html4/strict.dtd"><html><head><meta http-equiv="Content-Type" content="text/html; charset=utf-8"><title> TTLPROBE01A </title><meta name="keywords" content="stavebnice MLAB TTL logická sonda"><meta name="description" content="Projekt MLAB, TTL logická sonda"><!-- AUTOINCLUDE START "Page/Head.cs.ihtml" DO NOT REMOVE --><link rel="StyleSheet" href="../../../../../Web/CSS/MLAB.css" type="text/css" title="MLAB základní styl"><link rel="StyleSheet" href="../../../../../Web/CSS/MLAB_Print.css" type="text/css" media="print"><link rel="shortcut icon" type="image/x-icon" href="../../../../../Web/PIC/MLAB.ico"><script type="text/javascript" src="../../../../../Web/JS/MLAB_Menu.js"></script><!-- AUTOINCLUDE END --></head><body lang="cs"><!-- AUTOINCLUDE START "Page/Header.cs.ihtml" DO NOT REMOVE --><!-- ============== HLAVICKA ============== --><div class="Header"><script type="text/javascript"><!--SetRelativePath("../../../../../");DrawHeader();// --></script><noscript><p><b> Pro zobrazení (vložení) hlavičky je potřeba JavaScript </b></p></noscript></div><!-- AUTOINCLUDE END --><!-- AUTOINCLUDE START "Page/Menu.cs.ihtml" DO NOT REMOVE --><!-- ============== MENU ============== --><div class="Menu"><script type="text/javascript"><!--SetRelativePath("../../../../../");DrawMenu();// --></script><noscript><p><b> Pro zobrazení (vložení) menu je potřeba JavaScript </b></p></noscript></div><!-- AUTOINCLUDE END --><!-- ============== TEXT ============== --><div class="Text"><p class="Title">Logická sonda – do ruky</p><p class=Autor>Milan Horkel</p><p class="Subtitle">Logická sonda slouží k zobrazování logických stavů H a L a neurčitéhostavu X TTL logiky na třech LED. Logická sonda zobrazuje krátké impulsyna vstupu tak, aby byly viditelné.</p><p class="Subtitle"><img width="462" height="108" src="Pictures/image001.jpg"alt="Pohled na logickou sondu"></p><p><a href="../TTLPROBE01A.cs.pdf"><img class="NoBorder"src="../../../../../Web/PIC/FileIco_PDF.ico"alt="Acrobat"> PDF verze</a></p><h1> Technické parametry </h1><table><tr><th> Parametr </th><th> Hodnota </th><th> Poznámka </th></tr><tr><td> Napájení </td><td> +5V ±5% </td><td> </td></tr><tr><td> Spotřeba </td><td> cca 20mA </td><td> </td></tr><tr><td> Vstupní napětí </td><td> -12V až +12V </td><td> Krátkodobě </td></tr><tr><td> Vstupní proud </td><td> -200uA až +300uA </td><td> Min. cca 7.5kΩ </td></tr><tr><td> Stav L </td><td> <0.8V </td><td> Stav Low </td></tr><tr><td> Stav X </td><td> 0.8V .. 2.0V </td><td> Nerozhodný stav </td></tr><tr><td> Stav H </td><td> >2.0V </td><td> Stav High </td></tr><tr><td> Rozměry </td><td> 51 x 16 x 5 mm </td><td> Bez konektorů </td></tr></table><h1> Popis konstrukce </h1><h2> Úvodem </h2><p>Logická sonda je základní pomůcka pro práci s číslicovou technikouprotože umožňuje rychle zobrazovat logické stavy na měřeném místě.Kromě pasivního zobrazování logických stavů je sonda schopna zobrazovati krátké impulsy (délky řádu nanosekund), které by byly přímoneviditelné.</p><p>Konstrukce přímo vychází z logické sondy, která byla publikována vARA8/80 (tehdy se stavěla na soutěži Integra 1980). Logická sonda jevelmi jednoduchá a plně vyhovuje svými parametry i dnes po více než 20letech od svého vzniku. Zapojení je funkčně shodné s původníkonstrukcí, jen hodnoty součástek jsou upravené pro současnousoučástkovou základnu.</p><h2> Zapojení modulu </h2><p>Logická sonda má na vstupu emitorový sledovač s tranzistorem Q1, kterýzajišťuje dostatečně vysokou vstupní impedanci sondy tak, aby sondapříliš neovlivňovala testovaný obvod. K ovlivnění vždy dojde alelogické obvody pracují s vysokou mírou odolnosti a tak by se chováníměřeného obvodu nemělo změnit. Pokud přesto ke změně dojde, je toznámkou toho, že je obvod chybně navržen.</p><p>Diody D1, D2 a D3 spolu s emitorovou diodou Q1 posouvají vstupní úrovněo cca 1.4V tak, aby bylo možné nastavit rozhodovací úrovně pro přechodmezi stavy L-X-H pomocí trimrů P1 a P2. Skutečná rozhodovací úroveňhradel bývá kolem 1.4V. Dioda D4 chrání emitorový přechod tranzistoruQ1 před záporným napětím a kondenzátor C1 zlepšuje dynamické chovánívstupního obvodu. Odpory R1 a R2 (spolu s diodami D1, D2 a D3) definujíklidové napětí na vstupu sondy, pokud není nikam připojena (kolem1.6V).</p><p><img width="353" height="888" src="Pictures/image004.gif"alt="Schéma zapojení"><p><p>Dále uvedené grafy zobrazují závislost vstupního proudu na vstupnímnapětí (záporná hodnota znamená, že proud teče ze sondy ven) azávislost rozhodovací úrovně na napájecím napětí. Obě rozhodovacíúrovně mají 2 čáry protože je jejich hodnota nejistá a to dvěma možnýmizpůsoby. Buď má sonda hysterezi (tedy překlápí stav v různých bodech vzávislosti na tom, zda napětí roste nebo klesá) – tak se chová sondaosazená obvody PHILIPS 74HCT00) nebo svítí současně dvě LED (tedy začnese postupně rozsvěcet stav X a teprve poté zhasínat stav H nebo L) –tak se chová sonda osazená obvody ST 74HCT00. Obě varianty jsouprakticky stejně použitelné.</p><p><img width="324" height="203" src="Pictures/image002.gif"alt="V-A charakteristika vstupu"><img width="309" height="203" src="Pictures/image003.gif"alt="Rozhodovací úrovně v závislosti na napájení"></p><p>Na běžce trimrů jsou připojena hradla, která detekují příslušnérozhodovací úrovně a jejich výstup aktivuje monostabilní klopné obvody,které přímo budí indikační LED. Monostabilní klopné obvody prodlužujíkrátké impulsy (od délky řádu 10 nanosekund) tak, aby byly zrakemviditelné (řádově desetiny sekundy).</p><p>Dioda D8 je ochranná proti přepólování. Pozor na to, že ochranná diodaochrání sondu jen v případě, že sama vydrží. Zdroj z počítače PCzapojený opačně ji zcela určitě zničí i s celou sondou a možná i skabelem. Pokud hrozí taková chyba, je vhodné sondu připojovat přesmalou Schottkyho diodu vkladném pólu napájení (například BAT41). Malýúbytek napětí nevadí.</p><p><img width="274" height="117" src="Pictures/image005.gif"alt="Ochrana napájení"></p><h2> Mechanická konstrukce </h2><p>Sonda je realizována na miniaturní destičce plošného spoje (na spodnístraně má měděnou folii). K hřebínkům na jedné straně se připojujeměřící hrot nebo připojovací kablík, na opačné straně se připojujenapájecí napětí +5V. Desku je vhodné umístit do průhledné nebo bílésmršťovací bužírky aby se obvody sondy nemohly dotýkat s okolnímiobvody.</p><h1> Osazení a oživení </h1><h2> Osazení </h2><p><img width="515" height="166" src="Pictures/image006.jpg"alt="Osazení"></p><table class="Soupiska"><tr><th> Reference </th><th> Název </th><th></th><th> Reference </th><th> Název </th></tr><tr><th colspan="2"> Odpory R0805 </th><td></td><th colspan="2"> Tranzistory </th></tr><tr><td> R10 </td><td> 0 </td><td></td><td> Q1 </td><td> BC817-25SMD </td></tr><tr><td> R5, R6, R9 </td><td> 330 </td><td></td><th colspan="2"> Integrované obvody </th></tr><tr><td> R1, R2, R4, R8 </td><td> 15k </td><td></td><td> U2, U1 </td><td> 74HCT00SMD </td></tr><tr><td> R3, R7 </td><td> 27k </td><td></td><th colspan="2"> Mechanické součásti </th></tr><tr><th colspan="2"> Odporové trimry </th><td></td><td> J2, J1 </td><td> JUMP3 </td></tr><tr><td> P1, P2 </td><td> 1k </td><td></td><th colspan="2"> Konstrukční součásti </th></tr><tr><th colspan="2"> Keramické kondenzátory C0805 </th><td></td><td> 5cm </td><td> Smršťovací bužírka </td></tr><tr><td> C1 </td><td> 15pF </td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td> C5, C3 </td><td> 150pF </td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td> C6, C7 </td><td> 100nF </td><td></td><td></td><td></td></tr><tr> <th colspan="2"> Tantalové kondenzátory </th><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td> C2, C4, C8 </td><td> 10uF/6.3V </td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><th colspan="2"> Diody </th><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td> D1, D2, D3, D4 </td><td> 1N4448SMD </td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td> D5 </td><td> LED2mA_Green 0805 </td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td> D6 </td><td> LED2mA_Yellow 0805 </td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td> D7 </td><td> LED2mA_Red 0805 </td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td> D8 </td><td> 1N4007SMD </td><td></td><td></td><td></td></tr></table><p>Při osazování není nic problematického, jen se nesmí zapomenoutodvrtat (zahloubit) spojení středního kontaktu obou konektorů se zemníplochou. Konektory se osazují ze stejné strany jako všechny ostatnísoučásti. Při lakování hotové desky je třeba dát pozor na lakovánítrimrů. Je lépe trimry nelakovat aby bylo možné pozdější nastavenírozhodovacích úrovní sondy.</p><h2> Oživení a nastavení </h2><p>Nejprve postupně zvyšujeme napájecí napětí za současného měřenínapájecího proudu. Napájecí proud by měl být cca 15mA až 20mA přinapětí 5V.</p><p>Pokud je spotřeba v těchto mezích je možné přistoupit k nastavenírozhodovacích úrovní logické sondy. Na vstup připojíme potenciometrzapojený mezi zem a napájení +5V a běžec připojíme na vstup sondy.Rozhodovací úroveň mezi stavy L a X se nastavuje trimrem P2 na napětí+0.8V a rozhodovací úroveň mezi stavy X a H nastavujeme trimrem P1 nanapětí +2.0V.</p><p>Na závěr zkontrolujeme postupným přechodem napětí na vstupu sondy mezihodnotami 0V a +5V a zpět, že dochází k přechodu mezi stavy L X H azpět při správných napětích.</p><h1> Uživatelský návod </h1><p>Sonda se vždy napájí z napájecího zdroje o napětí +5V (funguje i přinapětí podstatně nižším, ale pak je třeba znovu nastavit rozhodovacíúrovně). Měřený obvod musí mít propojen svou digitální zem se zemísondy. Toto propojení by mělo být krátké, zejména u rychlejšíchlogických obvodů.</p><p>Je třeba mít na paměti, že sonda není osciloskop a že není schopnaposkytnou spolehlivou informaci o kvalitě signálu. Reálné obvody naměřené desce mohou být rušeny špičkami v napájecím napětí (jak VCC taki GND), mohou reagovat na velmi krátké a ostré impulsy na svýchvstupech (jednotky nanosekund) a obvykle mají jinou rozhodovací úroveňnež sonda.</p></div><!-- AUTOINCLUDE START "Page/Footer.cs.ihtml" DO NOT REMOVE --><!-- ============== PATIČKA ============== --><div class="Footer"><script type="text/javascript"><!--SetRelativePath("../../../../../");DrawFooter();// --></script><noscript><p><b> Pro zobrazení (vložení) hlavičky je potřeba JavaScript </b></p></noscript></div><!-- AUTOINCLUDE END --></body></html>