用于測試數(shù)字IC的探測系統(tǒng)

本例描述了一個簡單但強(qiáng)大的手持探頭，既可以用做邏輯探頭，也可以作為一個脈沖發(fā)生器，且兩者可以單獨(dú)使用或同時使用。這一特點(diǎn)使得該探頭可以用于測試DIP數(shù)字IC，如門、觸發(fā)器和計(jì)數(shù)器，它使用一個帶三端跳線的插座，將每個引腳連接到邏輯高、邏輯低、5V或地上。三個按鍵開關(guān)、兩只雙色LED和兩個探頭尖裝在一個塑料圓筒中，例如空的20g或更大的膠棒管。發(fā)生器的探頭尖勾在測試設(shè)備的跳線端子上，并裝有一個彈簧，就像伸縮式圓珠筆一樣靈活，并且邏輯探頭尖能夠移到待測器件的輸出端。兩個按鍵開關(guān)用于設(shè)定發(fā)生器高輸出或低輸出的靜態(tài)狀態(tài)。第三個開關(guān)提供短的單脈沖，使輸出到相反狀態(tài)。如果該開關(guān)按壓時間長于2s，則輸出端產(chǎn)生一個脈沖串。

IC1A為NE556，它是2s的單穩(wěn)電路，觸發(fā)一個由門G1、電阻R1和電容C1組成的1ms脈沖發(fā)生器電路(圖1a)。G4是電路的緩沖。單穩(wěn)電路的輸出亦通過G2和G3，屏蔽非穩(wěn)態(tài)元件IC1B的輸出，IC1B是提供脈沖串的一只NE556。為防止在開關(guān)S1未按下時有雜散脈沖達(dá)到輸出探頭A，通過晶體管Q1在復(fù)位端Pin4上施加一個低電壓，使IC1B保持在未激活狀態(tài)，Q1偏置的0.68μF電容做進(jìn)一步保護(hù)。

圖1，本電路同時兼有模擬與數(shù)字功能。探頭A是脈沖發(fā)生器探頭，探頭B是邏輯探頭(a)。雖然并未畫出，但應(yīng)在電源與地之間接一個100μF電容。紅色LED表示邏輯0，綠色LED表示邏輯1(b)。

當(dāng)短時按下開關(guān)S 1時，IC1A激活，產(chǎn)生一個約2s的高輸出。來自G1、R1、C1和G4的1ms脈沖通過由G5到G8組成的XOR功能，到達(dá)探頭A，非穩(wěn)IC1B的輸出因G3的屏蔽而不能到達(dá)XOR。如果按壓S1時間大于2s，則單穩(wěn)IC1A超時。這個動作解除對G3的屏蔽，使IC1B的70Hz振蕩到達(dá)XOR。

G9和G10組成一個雙穩(wěn)電路，用于“記憶”最后按壓的S2或S3開關(guān)，控制XOR功能的反相和非反相運(yùn)算。G11和G12一起驅(qū)動雙色LED，指示脈沖發(fā)生器的極性。紅色表示探頭A的輸出主要是邏輯0，有單個1ms脈沖的邏輯高。綠色則意義相反。

LM358用作窗口探測邏輯探頭(圖1b)。采用圖中的值時，在探頭B電壓比電源電壓低35%時，紅色LED發(fā)光；而當(dāng)其電壓比電源電壓高65%時，綠色LED發(fā)光。在這些電壓之間，兩只LED都不發(fā)光。調(diào)節(jié)電阻網(wǎng)絡(luò)可以降低閾值下限，使之包含小于0.8V的TTL邏輯0。

如果采用的是CD4011四NAND門，則可以用4.5V~15V為探頭提供外電源。G1到G4使用CD4093施密特四NAND，可確保不會因電容C1上緩慢的電壓爬升而產(chǎn)生寄生振蕩。如果設(shè)計(jì)的發(fā)生器需要更大的驅(qū)動電流，可以在輸出端加一個NPN與PNP升壓晶體管對。

圖2，對此測試夾具編程，它用于待測IC，有接插柱和跳線。

圖3，注入一個信號時，將裝有彈簧的柔軟發(fā)生器探頭A勾在相應(yīng)的輸入柱上，然后將邏輯探頭B移到相應(yīng)的輸出柱或引腳處。

圖2顯示了一個測試數(shù)字IC用的夾具。通過一組接線柱和滑動跳線，配置成用于待測器件的16腳DIP插座。任何引腳都可以直接或通過一只電阻連接到電源或地，以配置電源或邏輯電平。電阻可以是任何合適的值，約2kΩ是適當(dāng)?shù)摹ＲO(shè)置TTL低時，引腳必須直接接地。注入信號時，將裝有彈簧的柔軟發(fā)生器探頭A(圖3)勾在相應(yīng)的輸入柱上，然后將邏輯探頭B移到相應(yīng)的輸出柱或引腳處。從www.edn.com/4374947可以看到推薦的電路板布局圖。