Dynamische Prüfspitze history menue Letztmalig dran rumgefummelt: 31.01.10 22:51:30
Neben unserer altbewährten Prüfspitze sowie einigen weiteren ausgewählten kleinen Helflerlein in der Amateurpraxis zeigen wir hier eine sehr betagte Schaltung, welche sich mit heutigen Bauelementen sehr effizient aufbauen und sogar erweitern lässt.
Quellen:

Zeitschrift FUNKAMATEUR Heft 3/1986 S. 147

Grundschaltungen mit IS

Bild 1 - Dynamischer TTL-Prüfstift

begrenzt verwendbar - selbst aufpassen, ab welcher Stelle es Blödsinn wird ;-)

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Bild 1 - Dynamischer TTL-Prüfstift

Bei der Inbetriebnahme, Funktionsprüfung- und Fehlersuche von digitalen Schaltungen steht man oft vor dem Problem der Aufnähme eines binären Zeitdiagramms. Bei einet hohen Betriebsfrequenz reicht ein einfacher Logikprüfstift nicht aus. Ein Oszillograf oder ein industrieller Logikanalysator stehen in den wenigsten Fällen zur Verfügung.
Mit einer einfachen Schaltung nach Bild 1 kann das binäre diskrete Zeitdiagramm eines TTL-Signals aufgenommen und angezeigt werden. Beim Einsatz von Bastelmaterial entsteht - ein preiswerter Analysator für viele

Anwendungszwecke.

Das Kernstück der Schaltung ist ein Schieberegister aus vier IS D195 (D1...D4). Den Inhalt des Registers zeigen 16 Leuchtdioden (VD5 ...VD22) an. Am seriellen Eingang des Registers liegt unmittelbar die Tastspitze. Die LED VD23 zeigt den Pegel an (logisch H: LED leuchtet), wozu VT4 das Eingangssignal verstärkt. Der Eingang belastet die analysierte Schaltung mit etwa einer TTL-Last. Die Einfügung, einer Pegelprüfung an dieser Steile ist denkbar.
In der gezeichneten Stellung der Schalter S3, S4 und S5 wird mit Betätigung des Tasters ST das Steuerflipflop D5.2 rückgesetzt. Damit kann eine Triggerflanke das Tor aus den Dioden VD1 und VD2 passieren. Die Impulsverkürzungsschaltung, bestehend aus D7.2, D6.2, R4 und Cl, wandelt die Flanke in einen schmalen Impuls um. Die Richtung der aktiven Flanke lässt sich mit S2 auswählen. Dieser Impuls lädt den Anfangszustand in das Schieberegister, setzt das Flipflop D5.1 und setzt das Steuerflipflop D5.2 zurück. Letzteres verhindert nun das erneute Triggern durch Sperren. des Diodentors VD1 und VD2. Der Tiefpass C2 und R5 verzögert den erzeugten Triggerimpuls, der dann an den Steuereingang MC der IS D 195 gelangt. Versuche zeigten, dass die L/H-Flanke am MC-Eingang nicht gleichzeitig mit der am Takteingang auftreten darf, da sonst die Anfangsinformation nicht richtig übernommen wird.
Im Schieberegister steht nun außer auf dem ersten Bit (vom seriellen Eingang her gesehen) jeweils logisch L Die an den Triggereingang gelangte aktive Flanke war damit das Startsignal für die Signalabtastung.
Mit dem angelangten Takt wird nun das Signal in das Schieberegister geschoben. Nach 16 Übernahmen gelangt das im Anfangszustand enthaltene H in das Flipflop D5.1 (durch VD22 angezeigt). Dadurch sperrt das Takttor D6.1. Die LEDs VD5 bis VD22 zeigen das aufgenommene Zeitdiagramm an, Der Abtastvorgang lässt sich durch erneutes Betätigen des Tasters Ta wiederholen.
Mit den Schaltern S2, S4 und S5 kann man die Betriebsart modifizieren. Schaltet Man S3 um, wird die Triggerflanke von der Tastenbetätigung abgeleitet. Das Öffnen von S4 erlaubt das fortlaufende Durchschieben der Information im Register. Ein Öffnen von S5 führt zum ständigen Rücksetzen des Registers beim Eintreffen von Triggerflanken.
Der gesamte Prüfstift wurde auf einer Universalleiterplatte 100 mm x 30 mm - aufgebaut. Die Verdrahtung erfolgte auf der Rückseite mittels Schaltdraht. Als Schalter dienten modifizierte Vierfach-DIL-Schalter. Der Signaleingang wurde als Prüfspitze ausgelegt, die beiden anderen Eingänge als Telefonbuchsen. Die Betriebsspannung kann man entweder der untersuchten Schaltung oder einem - externen Netzteil entnehmen. Die Stromaufnahme beträgt maximal 250 mA.
Die Handhabung des Analysators ähnelt sehr dem Einsatz eines - Oszillografen. Von der zu analysierenden Schaltung sind der Takt und das Triggersignal in geeigneter Weise abzunehmen. Manchmal ist auch die logische Verknüpfung mehrerer Signale notwendig (zusätzliche Brettschaltung). Der Stift eignet sich gut zur Testung der Hard- und Software von Mikrorechnern. Zum Beispiel lassen sich die Adress-, Daten- und Steuerbussignale jeweils Leitung -für Leiturig nacheinander ab einem definierten Signalzustand (Speicher- oder I/0-Zugriffe, Interrupt, NMI usw.) abtasten.

Literatur und Links:

[1] „Mathematikum„ in Gießen: www.mathematikum.de
[2] Marco Freitag: „Binäruhr", ELEKTOR Juli/ August 2004, S. 20 ff.,
Downloads unter: www.elektor.de/Default.aspx?tabid=28&art=72837

Stückliste

Widerstände:

  • 1 R1 ... R8 = 220 Ω
  • 62 1 R9 ...R26 = 1k8
  • R27...R37 = 100 k
  • R38 = 4M7
  • R39 = 270 k

Kondensatoren:

  • Cl =27p
  • C2=100p
  • C3 = 100 µ/25 V radial
  • C4 ...C15=100n

Halbleiter:

  • Dl ... D8 = Duo-LED rot/grün, gemeinsame Katode (z.B. Conrad 185000)
  • D9 ...D22 = 1 N4148
  • T1 ...T18 = BC547B
  • IC1...IC9 = 4017
  • IC10 = 4060
  • IC11 = 4081
  • IC12 = 4013

Außerdem:

  • JP1,JP2 = 3-polige Stiftleiste + Jumper oder Miniaturschalter, 1 x Um
  • X1 = 32768Hz
  • 7 Drahtbrücken
  • Platine 060030-1 (Erhältlich via  ThePCBShop bei www.elektor.de)


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© Samuel-von-Pufendorf-Gymnasium Flöha © Frank Rost am 22. März 2008

... dieser Text wurde nach den Regeln irgendeiner Rechtschreibreform verfasst - ich hab' irgendwann einmal beschlossen, an diesem Zirkus nicht mehr teilzunehmen ;-)

„Dieses Land braucht eine Steuerreform, dieses Land braucht eine Rentenreform - wir schreiben Schiffahrt mit drei „f“!“

Diddi Hallervorden, dt. Komiker und Kabarettist

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