用于测试数字IC的探测系统

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本例描述了一个简单但强大的手持探头，既可以用做逻辑探头，也可以作为一个脉冲发生器，且两者可以单独使用或同时使用。这一特点使得该探头可以用于测试DIP数字IC，如门、触发器和计数器，它使用一个带三端跳线的插座，将每个引脚连接到逻辑高、逻辑低、5V或地上。三个按键开关、两只双色LED和两个探头尖装在一个塑料圆筒中，例如空的20g或更大的胶棒管。发生器的探头尖勾在测试设备的跳线端子上，并装有一个弹簧，就像伸缩式圆珠笔一样灵活，并且逻辑探头尖能够移到待测器件的输出端。两个按键开关用于设定发生器高输出或低输出的静态状态。第三个开关提供短的单脉冲，使输出到相反状态。如果该开关按压时间长于2s，则输出端产生一个脉冲串。
IC1A为NE556，它是2s的单稳电路，触发一个由门G1、电阻R1和电容C1组成的1ms脉冲发生器电路(图1a)。G4是电路的缓冲。单稳电路的输出亦通过G2和G3，屏蔽非稳态元件IC1B的输出，IC1B是提供脉冲串的一只NE556。为防止在开关S1未按下时有杂散脉冲达到输出探头A，通过晶体管Q1在复位端Pin4上施加一个低电压，使IC1B保持在未激活状态，Q1偏置的0.68μF电容做进一步保护。



图1，本电路同时兼有模拟与数字功能。探头A是脉冲发生器探头，探头B是逻辑探头(a)。虽然并未画出，但应在电源与地之间接一个100μF电容。红色LED表示逻辑0，绿色LED表示逻辑1(b)。


当短时按下开关S 1时，IC1A激活，产生一个约2s的高输出。来自G1、R1、C1和G4的1ms脉冲通过由G5到G8组成的XOR功能，到达探头A，非稳IC1B的输出因G3的屏蔽而不能到达XOR。如果按压S1时间大于2s，则单稳IC1A超时。这个动作解除对G3的屏蔽，使IC1B的70Hz振荡到达XOR。

G9和G10组成一个双稳电路，用于“记忆”最后按压的S2或S3开关，控制XOR功能的反相和非反相运算。G11和G12一起驱动双色LED，指示脉冲发生器的极性。红色表示探头A的输出主要是逻辑0，有单个1ms脉冲的逻辑高。绿色则意义相反。

LM358用作窗口探测逻辑探头(图1b)。采用图中的值时，在探头B电压比电源电压低35%时，红色LED发光；而当其电压比电源电压高65%时，绿色LED发光。在这些电压之间，两只LED都不发光。调节电阻网络可以降低阈值下限，使之包含小于0.8V的TTL逻辑0。

如果采用的是CD4011四NAND门，则可以用4.5V~15V为探头提供外电源。G1到G4使用CD4093施密特四NAND，可确保不会因电容C1上缓慢的电压爬升而产生寄生振荡。如果设计的发生器需要更大的驱动电流，可以在输出端加一个NPN与PNP升压晶体管对。



图2，对此测试夹具编程，它用于待测IC，有接插柱和跳线。



图3，注入一个信号时，将装有弹簧的柔软发生器探头A勾在相应的输入柱上，然后将逻辑探头B移到相应的输出柱或引脚处。


图2显示了一个测试数字IC用的夹具。通过一组接线柱和滑动跳线，配置成用于待测器件的16脚DIP插座。任何引脚都可以直接或通过一只电阻连接到电源或地，以配置电源或逻辑电平。电阻可以是任何合适的值，约2kΩ是适当的。要设置TTL低时，引脚必须直接接地。注入信号时，将装有弹簧的柔软发生器探头A(图3)勾在相应的输入柱上，然后将逻辑探头B移到相应的输出柱或引脚处。从www.edn.com/4374947可以看到推荐的电路板布局图。