Справочное пособие по цифровой электронике

Описание схемы. Электрическая схема генератора импульсов приведена на рис. П2.8.

Рис. П2.8.Принципиальная электрическая схема генератора импульсов.

Сетевой трансформатор Т1 подает напряжение 9 В на мостовой выпрямитель D1—D4. На конденсаторе С1 образуется выходное постоянное напряжение, примерно равное 13 В. Транзистор TR1 действует в качестве простого последовательного стабилизатора. Стабилитрон D5 обеспечивает эталонное напряжение 10 В, а светодиод D6 сигнализирует о включенном питании.

Микросхема IC1 — это стандартный таймер 555, работающий в астабильном режиме. Потенциометр VR1 предназначается для регулировки частоты повторения импульсов, а с помощью переключателя S2 выбирается один из пяти времязадающих конденсаторов.

Выход IC1 (примерно симметричные прямоугольные импульсы) по дается па вход запуска микросхемы IC2 через формирующую цепочку С15, R6 и D7.

Второй таймер 555 (IC2) работает в моностабильном режиме, и длительность его выходных импульсов регулируется потенциометром VR2. С помощью переключателя S3 осуществляется декадный выбор времязадающего конденсатора. Выходной сигнал IC2, представляющий собой импульсную последовательность с регулируемым коэффициентом заполнения, подается на потенциометр VR3, определяющий амплитуду импульсов на выходе SK3. Транзистор TR2 инвертирует выходной сигнал таймера и формирует ТТЛ-совместимый сигнал на выходе SK1.

Монтаж и проверка. Все компоненты генератора, за исключением силового трансформатора, гнезда предохранителя и органов управления монтируются на стандартной плате (24 полоски с 37 отверстиями). Монтажная схема генератора на плате Veroboard показана на рис. П2.9.

Рис. П2.9. Монтажная схема генератора импульсов.

На плате необходимо сделать 15 разрывов. Рекомендуется следующая последовательность монтажа: гнезда, перемычки, конденсаторы, резисторы, мостовой выпрямитель и выходные пистоны. До окончательного закрепления платы проверьте размещение компонентов, перемычки и разрывы, убедитесь в правильной ориентации электролитических конденсаторов и мостового выпрямителя, а также в отсутствии замыканий печатных проводников из-за выплесков припоя.

После того как плата тщательно проверена, ее закрепляют в корпусе Verobox с помощью трех коротких изолирующих стоек. Затем можно вставить в гнезда микросхемы, соблюдая, конечно, их правильную ориентацию.

Органы управления, переключатели, индикаторы и выходные гнезда монтируются на лицевой панели в соответствии с рис. П2.10.

Рис. П2.10. Трафареты для разметки лицевой панели.

Такой рисунок можно вырезать и наклеить на лицевую панель. Соединения с компонентами, находящимися на лицевой панели, прокладываются короткими изолированными проводами согласно схеме, приведенной на рис. П2.11.

Рис. П2.11. Монтажная схема лицевом панели.

После сборки следует тщательно проверить внутренние соединения, обратив особое внимание на держатель предохранителя, силовой трансформатор и включатель сети. Затем включите сеть и мультиметром, настроенным на измерение постоянного напряжения, измерьте напряжения на конденсаторе С1, которое должно находиться в диапазоне от 11 до 13,5 В. Убедившись в наличии такого напряжения, нужно проверить выходное напряжение блока питания, для чего мультиметром измеряется напряжение на контакте 8 IC1 или 1С2. Обычно оно варьируется в диапазоне от 8,5 до 9,5 В. После этого с помощью логического пробника или осциллографа проверяется выход генератора.

Компоненты.Резисторы (угольные, 0,25 Вт, 5 %): R1 = R2 = 220 Ом; R3 = 680 Ом; R4 = 1 кОм; R5 = R11 = 10 кОм; R6 = 2,7 кОм; R7 = 3,9 кОм; R5 = 100 Ом; R9 = 150 Ом; R10 = 10 Ом; VR1 = VR2 = 100 кОм (потенциометр линейный, угольный); VR3 = 1 кОм (потенциометр линейный, проволочный).

Конденсаторы: С1 = 220 мкФ (электролитический, 25 В); С2 = С19 = 100 мкФ (электролитический, 16 В); С3 = 10 мкФ (электролитический, 16 В); С4 = 100 мкФ (электролитический, 25 В); С5 = 1 мкФ (полистироловый); С6 = С9 = С16 = 0,1 мкФ (полистироловый); С7 = С15 = 0,01 мкФ (полистироловый); C8 = 1000 пкФ (полистиролоный); С10 = 4 мкФ (электролитический, 25 В); С11 = 0,47 мкФ (полистироловый); С12 = 0,047 мкФ (полистироловый); С13 = 4700 пкФ (полистироловый); С14 = 470 пкФ (полистироловый); С17 = 820 пкФ (полистироловый); С18 = 1 мкФ (электролитический 16 В).

Полупроводниковые приборы: BR1 — мостовой выпрямитель, 220 В, 1,6 А, например SKB2/02L5A; D1 — красный светодиод; IC1, IC2 — 555; TR1 — 2N3053; TR2 — ВС548.

Дополнительные детали: Т1 — силовой трансформатор, 12 В•А; первичная обмотка на 240 В (или две обмотки на 120.В), вторичная — на 9 В (или две обмотки на 4,5 В каждая); FS1 — легкоплавкий предохранитель на 1 А длиной 20 мм с держателем; S1 — миниатюрный двухполюсный тумблер на два положения, рассчитанный на максимальное напряжение 240 В; S2, S3 — поворотный однополюсный переключатель на 5 положений с ограничителем; SK1—SK4 — гнезда диаметром 4 мм (два черных, одно красное, одно желтое); корпус типа Verobox с размерами 205x140x110 мм (номер изделия 202-21036С); плата типа Veroboard с размерами 95x63 мм (номер изделия 801-21070Н); пистоны односторонние диаметром 1 мм (13 шт.); гнезда 8-контактные для микросхем (2 шт.); изолирующие стойки (3 шт.); крепежные болты и гайки (по 5 шт.),

Спецификации

Период импульсов в пяти декадных диапазонах, мкс … От 14 до 1,4•10⁶

Длительность импульсов в пяти декадных диапазонах, мкс … От 7 до 0,7•10⁶

Амплитуда импульсов, В … От 0 до 8 (фиксированный инвертированный ТТЛ-выход, 5 В)

Длительность фронтов на всех диапазонах, мкс … =< 5

2.6. Тестер цифровых микросхем

Тестер цифровых микросхем позволяет проверить большинство распространенных КМОП- и ТТЛ-элементов без удаления их из схем, Прибор рассчитан на микросхемы с 14-контактным корпусом и «стандартным» подключением питания (контакт 7 — земля, контакт 14 — 4–5 В). При желании его несложно переделать для микросхем с 16-контактным корпусом и другим подключением питания.

Чтобы проверить ту или иную микросхему, требуется работоспособная микросхема такого же типа и схема разводки ее контактов.

Описание схемы. До рассмотрения схемы тестера целесообразно изучить принцип его работы. Он довольно прост: логическая функция проверяемой микросхемы дублируется аналогичной исправной микросхемой и затем сравниваются выходные сигналы двух микросхем.

Для сравнения используется логический элемент, реализующий функцию исключающее ИЛИ (см. гл. 2). Если входы этого элемента одинаковы, на выходе появляется напряжение низкого уровня, а если входы различаются — на выходе действует напряжение высокого уровня.

Электрическая схема тестера показана на рис. П2.12.

Рис. П2.12.Принципиальная электрическая схема тестера микросхем. Числа около переключателей S14 и S15 относятся к надписям на лицевой панели прибора и выбору контактов тестового гнезда SK1.

Сигналы от проверяемой микросхемы берутся с помощью клипсы («захвата»), которая подсоединяется к тестеру коротким ленточным кабелем через гнезда SK2 15-контактного разъема типа D. Линии, на которых действуют логические сигналы (они соответствуют контактам 1–6 и 8—13) у подведены к однополюсным тумблерам S1—S13, за исклчением S7. Тумблеры пронумерованы в соответствии с номерами контактов микросхемы.

Тумблеры S1—S13 (за исключением S7) упрощают соединение контактов проверяемой микросхемы с соответствующими контактами эталонной микросхемы, которая вставляется в гнездо SK2. Подчеркнем, что при обычной работе с помощью тумблеров соединяются только входные контакты. Например, при проверке микросхемы 7400 (четыре двухвходовых элемента НЕ-И) во включенном состоянии должны находиться тумблеры 1, 2, 4, 5, 9, 10, 12 и 13.

Выходные сигналы, используемые для сравнения, выбираются с помощью переключателей S14 (внешние) и S15 (внутренние). Например, при проверке микросхемы 7400 переключатели нужно поочередно ставить в положения 3, 6, 8 и 11. Результат сравнения индицируется светодиодом D1, который светится при напряжении низкого уровня на выходе микросхемы IC1. Такое напряжение получается при идентичных входных сигналах и показывает, что обе микросхемы работают одинаково. Тумблер S7 служит для подачи питания на тестер, а светодиод D2 сигнализирует о наличии питания. Конденсатор С1 предназначен для развязки.