1. Nakreslete schéma v programu Eagle a odešlete jej zpět přes Moodle.

2. Navrhněte podle schématu desku s plošnými spoji a odešlete jej zpět také přes Moodle.

3. Zhotovte a proměřte výrobek podle popisu.

4. Vygenerujte z programu Eagle rozpisku součástek a opět ji odešlete přes Moodle

Logická sonda TTL/CMOS – AR 03/2011

Logické sondy jsou tou nejjednodušší diagnostickou pomůckou při práci s číslicovými obvody. Na rozdíl od osciloskopu, který zobrazuje časový průběh binárního signálu, běžná logická sonda pouze detekuje úroveň statického binárního signálu, popř. umožňuje zjistit, že je binární signál impulsní.

Logická sonda popisovaná v tomto příspěvku rozlišuje a pomocí tří LED zobrazuje tři úrovně statického binárního signálu, a to v logice TTL nebo CMOS (lze volit přepínačem).

Uvedené tři úrovně jsou: nízká úroveň L („log 0“) – svítí červená LED R (red), vysoká úroveň H („log 1“) – svítí zelená LED G (green) a hazardní úroveň – svítí žlutá LED Y (yellow). V logice TTL při napájecím napětí U_b = 5,0 V představuje úroveň L napětí (vůči zemi) v rozmezí 0 až 0,8 V, úroveň H napětí 2,0 až 5,0 V a hazardní úroveň napětí 0,8 až 2,0 V. V logice CMOS, kde se může napájecí napětí U_b pohybovat v rozsahu 3 až 15 V, jsou logické úrovně definovány relativně vůči použitému napájecímu napětí U_b. Úroveň L představuje napětí 0 až 30 % z U_b, úroveň H napětí 70 až 100 % z U_b a hazardní úroveň napětí 30 až 70 % z U_b.

Obrázek 1

Schéma zapojení logické sondy je na obrázku 1. Základem sondy jsou čtyři komparátory s operačními zesilovači (OZ) IO1A až IO1D obsaženými v jednom pouzdru čtyřnásobného OZ TLC274. Na jeden vstup komparátorů se přivádí binární signál, jehož úroveň detekujeme, na druhý vstup komparátorů se přivádějí referenční napětí z odporového děliče s rezistory R₁ až R₅, která odpovídají hraničním napětím úrovní L a H. K výstupům komparátorů jsou připojeny indikační LED D₁ až D₃, jejichž pracovní proud je určován rezistory R₇ až R₉.

Binární signál se snímá z měřeného zařízení hrotem J1. Signál je filtrován kondenzátorem C₁ a proti přepětí je ošetřen upínacími diodami D₄ aD₅.

Logická sonda je napájena z měřeného zařízení pomocí dvoužilového kablíku zakončeného krokosvorkami. Na svorku J2 se přivádí napětí U_b (např. +5 V) z napájecí sběrnice číslicových obvodů v měřeném zařízení, svorka J3 je spojena se zemí měřeného zařízení. D₆ a R₁₀ chrání sondu při přepólování napájecího napětí.

Referenční napětí jsou odporovým děličem odvozována od napájecího napětí U_b, takže mají vůči němu vždy správný vztah. Rezistory R₁ až R₅ děliče musí být tolerancí 1 %. Střed děliče je rezistorem R₆ propojen s měřícím hrotem J1, aby byl definován stav sondy i při hrotu naprázdno (svítí žlutá LED dioda D₃).

Druh logiky se volí přepínačem S1. Když je S1 vypnutý, je zvolena logika CMOS, na vývodu mezi rezistory R₁ a R₂ je napětí 0,694* U_b a na vývodu mezi rezistory R₃ a R₄ je napětí 0,306* U_b. Když je S1 sepnutý, je zvolena logika TTL. Při napájecím napětí U_b = +5 V je (bez započítání vlivu rezistoru R₆) na vývodu mezi rezistory R₁ a R₂ je napětí 2,2 V a na vývodu mezi rezistory R₃ a R₄ je napětí 0,97 V. Tato referenční napětí neodpovídají přesně mezním hodnotám napětí s úrovní L a H pro TTL logiku, s tím se ale musíme smířit.

Pokud budeme chtít sondu používat pouze pro logiku TTL, vypustíme přepínač S1 a odpor R₅ a použijeme rezistory R₁ až R₄ s odpory: R₁ = 15 kΩ, R₂ = 3,9 kΩ, R₃ = 1,8 kΩ a R₄ = 3,9 kΩ.

Kdybychom chtěli sondu používat jen pro logiku CMOS, vypustíme přepínač S1 a rezistor R₅ a ponecháme odpory R₁ až R₄ podle schématu.

Sonda byla v původním prameni zkonstruována na podlouhlé destičce s univerzálními plošnými spoji a byla přetažena smršťovací bužírkou.

Původní zdroj – FUNKAMATER, 9/2010

Zdroj: Amatérské rádio03/2011