Логический пульсатор

Обычно логический пульсатор применяется совместно с логическим пробником, но может использоваться и автономно для изменения логического состояния цифровой схемы без привлечения паяльника. Пульсатор предназначен для ТТЛ- и КМОП-схем.
Описание схемы. Электрическая схема логического пульсатора приведена на рис. П2.6.

Рис. П2.6. Принципиальная электрическая схема логического пульсатора.

Таймер 555 (IC1) включен как моностабильный генератор импульсов (см. гл. 4). На выходе таймера (контакт 3) при нажатии кнопки S2 действует напряжение высокого уровня, продолжительность которого определяется цепочкой R2—C2. Для указанных параметров элементов длительность импульса составляет около 5 мс.
Полярность импульса коммутируется тумблером S1. Транзистор TR1 работает в режиме инвертора, а транзисторы TR2 и TR3 являются насыщенными ключами и обеспечивают достаточную нагрузочную способность. Выходной ток ограничивается резисторами R7 и R8.
При стандартном питании +5 В пиковый отдаваемый ток ограничивается для короткозамкнутой цепи несколькими сотнями миллиампер.
Когда выходного импульса нет, транзистор TR1 включен, но оба транзистора TR2 и TR3 находятся в непроводящем (выключенном) состоянии. Следовательно, зонд пульсатора находится в высокоимпедансном состоянии.
Как и в логическом пробнике (см. рис. П2.4), диод D1 обеспечивает защиту от неправильного подключения питания.
Монтаж. Все компоненты логического пульсатора монтируются на печатной плате (9 полосок с 37 отверстиями). Ее можно отрезать от стандартной платы Veroboard (24 полоски с 37 отверстиями) или использовать ту часть платы, которая осталась при монтаже логического пробника.
На рис. П2.7 показана монтажная схема логического пульсатора для платы типа Veroboard.

Рис. П2.7. Монтажная схема логического пульсатора

Рекомендуется следующая последовательность монтажа компонентов: кнопка, переключатель, гнездо IС, пистоны, перемычки, транзисторы, резисторы, диод и конденсаторы. Последними монтируются держатель зонда и провода питания (ее забывайте о правильной полярности — для +5 В берется красный провод с зажимом типа «крокодил»). Всего необходимо сделать 18 разрывов печатных проводников. С обратной стороны платы расположены три перемычки, показанные на рис. П2.7 пунктирной линией.
Прежде чем вставить микросхему в гнездо и закрепить плату в корпусе, тщательно проверьте компоненты, перемычки и разрывы печатных проводников; обратите внимание на ориентацию полярных компонентов (транзисторов, диода и электролитических конденсаторов) и отсутствие замыканий из-за выплесков припоя.
После проверки платы нужно вставить в гнездо микросхему, обратив внимание на ее ориентацию. Затем плату временно вставляют в корпус пульсатора. При этом не требуется никаких дополнительных приспособлений, так как плата плотно зажимается при соединении двух половин корпуса. В верхней части корпуса размечаются отверстия под кнопки S1 и S2. Для S2 требуется прямоугольное отверстие с размерами 8×3 мм. Необходимо сначала просверлить несколько маленьких отверстий, а затем обработать прорезь надфилем. Обе половины корпуса скрепляются винтами с потайной головкой, а зонд монтируется в держателе.
Проверка. Для проверки пульсатора требуется блок питания с ограничением тока и логический пробник. Подключите провода питания пробника и пульсатора к блоку питания, соблюдая правильную полярность, а затем соедините их зонды коротким изолированным проводом с зажимами типа «крокодил».
Установите переключатель S1 на генерирование положительного импульса. Не касаясь кнопки S2, убедитесь, что выход пульсатора находится в высокоимпедансном состоянии, т. е, ни один из светодиодов пробника не светится. В противном случае отключите пульсатор, разберите его и вновь проверьте печатную плату.
При правильной работе пульсатора в статическом состоянии, нажмите кнопку S2 для генерирования импульса и одновременно наблюдайте за поведением светодиодов пробника. Пробник должен зафиксировать положительный импульс. Если импульс не наблюдается или пульсатор формирует на выходе неизменное напряжение низкого или высокого уровней, его придется разобрать и вновь тщательно проверить монтаж платы. Затем следует повторить предыдущую процедуру, но переключатель S1 установите при этом на генерирование отрицательного выходного импульса.
Компоненты. Резисторы (угольные, 0,25 Вт, 5 %): R1 = R2 = R3 = 10 кОм; R4 = R5 = R6 = 4,7 кОм; R7 = R8 =10 Ом; конденсаторы: С1 = 4700 пкФ; С2 = 0,47 мкФ (танталовый, 35 В); С3 = 10 мкФ (танталовый, 16 В); полупроводниковые приборы: IC1 — 555; D1 — 1 N4001; TR1, TR2 — 2N3703; TR3 — 2N3705.
Дополнительные детали: S1 — плоская клавишная кнопка, монтируемая на печатной плате; S2 — сверхминиатюрный скользящий двухполюсный переключатель на два положения; 8-контактное гнездо для микросхем; корпус пульсатора с размерами 140x30x20 мм, односторонние пистоны (3 шт.); часть платы Veroboard с размерами 95×63 мм.
Спецификации
Длительность выходного импульса, мс … 5,2
Полярность импульса … Положительная или отрицательная (задается)
Пиковый выходной ток (короткозамкнутая цепь), мА … ~ 200
Пиковый выходной ток (короткозамкнутая цепь), мА… >= 200
Напряжение питания, В … 4,5—15
Потребляемый средний ток, мА … =< 15