Восьмиканальный индикатор уровней сигналов


В промышленности часто приходится контролировать уровень аналоговых сигналов в определенный момент времени или за промежуток времени исследования оборудования.

Данные контроля в виде комбинации свечения светодиодов доказывают работоспособность исследуемого прибора. Индикатор сигналов можно использовать как отдельный блок для контроля параметров различных аппаратов.

Совпадение аналогового сигнала с заранее установленным уровнем фиксируется за короткий промежуток времени и дает возможность установить правильную диагностику. Индикатор можно использовать как восьмиканальный цифровой анализатор.

Принципиальная схема

Индикатор записывает аналоговый сигнал в диапазоне от О до 5 В. Время записи не менее 0,2 мкс. За основу схемы рис.1 выбраны восемь компараторов ІС1-ІС4 LM2903 (аналог 1040СА1, 1401СА1/2/3) и восьмиразрядный регистр-защелка ІС5 74LS373 (аналог К555ИР22).

Через разъем СV] на входы компараторов ІС1-ІС4 подают исследуемые сигналы. На вывод СV1 10 подают стробирующий (записывающий) импульс. Резистороми подстройки R1 -R8 заранее настраивают необходимый уровень срабатывания компаратора.

В исходном состоянии на выходах компараторов ІС1-ІС4 присутствует нулевой уровень. В момент совпадения уровней аналогового сигнала и настроенного резисторами напряжения компаратор переходит из нулевого в единичное состояние. На выходе компаратора формируется единичный уровень.

При подаче записывающего импульса на вход транзистора Q1 транзистор отпирается, и записывается единичный уровень D триггерами регистро ІС5. Когда стробирующий импульс заканчивается, транзистор Q1 запирается, микросхема ІС5 фиксирует записанное значение на своих D-триггерах.

Внешний вид устройства

Рис. 1. Внешний вид устройства.

Микросхема ІС5 состоит из двух частей [1]. Первая часть -это восемь D-триггеров с входом разрешения параллельной записи ENC.

Пока напряжение на входе ENC высокого уровня, данные от параллельных входов D-триггеров 1D-8D отображаются на выходах 1Q-8Q. Подачей на вход ENC напряжения низкого уровня от транзистора Q1 разрешается запись в триггеры нового восьмибитного байта.

Вторая выходная часть микросхемы управляется по выводу разрешения ОС. Ее восемь буферных ключевых выходных усилителей отличаются большой нагрузочной способностью и имеют третье Z-состояние. К выводу ОС микросхемы ІС5 по схеме подключена "земля".

Поэтому выходные буферы ноходятся постоянно в рабочем состоянии и повторяют состояния уровней D-триггеров микросхемы ІС5.

Максимальный ток потребления регистром ІС5 45 мА, выходной ток буферного выхода каждого разряда не менее 30 мА, что позволяет обеспечить питание всех восьми светодиодов led1 - led8 (в случае если во время записи в микросхему IC5 данных на всех восьми разрядах присутствовала единица).

Устройство не имеет аппаратного сброса, поэтому сброс осуществляется путем отключения питания. Есть вариант постоянного мониторинга входных сигналов.

Принципиальная схема многоканального индикатора аналоговых сигналов

Рис. 2. Принципиальная схема многоканального индикатора аналоговых сигналов.

Для этого схему можно дополнить генератором импульсов. При этом стробирующий импульс должен повторяться не чаще 5 Гц, что обеспечит читаемость и распознаваемость кода.

Налаживание

При правильной сборке схема работает сразу Для настройки уровней срабатывания достаточно провести следующую процедуру.

К примеру, выберем первый канал на микросхеме ІС1А. Сначала подключают тестер к выводу 2ІС1 А. Потенциометром R1 устанавливают уровень напряжения, которое необходимо обнаружить во время записи. Затем подают на вход разъема СV1-2 напряжение питания (5 В).

На выводе 1 микросхемы ІС1А тестером замеряют единичный уровень (5 В). Если в этот момент замкнуть вывод разъема СV1 -10 с напряжением питания схемы (5 В), то на выводе 2 ІС5 появится единичный уровень и засветится светодиод led1. Аналогично процедура настройки проводится с остальными каналами индикатора.

Печатная плата для схемы индикатора аналоговых сигналов

Рис. 3. Печатная плата для схемы индикатора аналоговых сигналов.

Монтажную плату (рис.2,а) изготовляют из двустороннего текстолита или на макетнице навесным монтажом. На рис.2,6 показан вид сверху, на рис.2,в - вид снизу разводки платы. Если устройство изготовить из SMD-элементов, получится миниатюрный восьмиканальный анализатор-тестер, но для этого необходимо изменить монтажную плату.

А.В. Кравченко, г. Киев.

Литература:

  1. Шило В.Л. Популярные цифровые микросхемы. Справочник. МРБ выпуск 1111. - Челябинск: Металлургия, 1988.

0 185 Индикаторы
индикатор индикатор сигнала индикатор уровня сигнала
Написать комментарий:

cashback