1.2 Попередня оцінка параметрів схеми

Даний прилад повинен забезпечувати такі параметри:

Напруга живлення, В, | 9 ± 5%

Середній споживаний струм, мА, не більше, | 230

Поріг перемикання в стан 1, не менше, В | 2,4 ± 5%

Поріг перемикання в стан 0, не більше, В | 0,4 ± 5%

Тривалість затримки вхідного сигналу, нс, | 200 ± 5%

Струм споживання, мА, не більше, | 294

1.3 Обґрунтування вибору структурної схеми

Даний прилад складається із двох частин, одна з яких являється вимірювальною, а інша – стабілізатором живлення при використанні не стабілізованого джерела живлення.

Основними блоками структурної схеми є:*

вхідний подільник напруги;*

схема формування сигналу для індикації логічної одиниці;*

схема формування сигналу для індикації логічного нуля;*

схема сигналу для індикації відсутності сигналу;

Рисунок. 1.1 - Структурна схема пробника із цифровою індикацією*

блок індикації.

Схема формування логічної одиниці формує сигнал, який індукується семисегментним індикатором у вигляді логічної одиниці і містить тільки елемент АБО – НЕ.

Схема формування логічного нуля формує сигнал, який індукується семи сегментним індикатором у вигляді логічного нуля і містить в собі буферні елементи АБО - НЕ.

Також є присутня схема індикації відсутності сигналу, яка складається із:*

вхідного елементу 2І – НЕ;*

вихідного елементу 2І – НЕ;*

вхідного і вихідного інвертора.

Опис роботи приладу по структурній схемі

При подачі на вхід сигналу, він розділюється на дві складові: перша складова подається на схему формування логічної одиниці, схему формування логічного нуля, схему індикації відсутності сигналу, де ці сигнали кілька раз інвертуються, в результаті чого на входах і виходах елементів формуються сигнали різних логічних рівнів. Після цього сигнали подаються на входи індикаторів, які індукують логічні рівні вхідних сигналів або їх відсутність.

2 КОНСТРУКТОРСЬКО – ТЕХНОЛОГІЧНА ЧАСТИНА

2.1 Розробка схеми електричної принципової

Рисунок. 2.1 - Схема електрична принципова пробника

В якості вхідного дільника використаємо R1 і R2, які обмежують амплітуду до рівня, потрібного для нормальної роботи інверторів, виконані на елементах 2І – НЕ і АБО - НЕ. В якості елементів 2І – НЕ використаємо інтегральну мікросхему DD1 типу К155 ЛА3, яка містить в своєму складі чотири елементи 2І – НЕ. В якості вихідних інверторів використаємо інвертори, які використані в ІМС DD2 типу К155 ЛН1, яка містить в своєму складі шість елементів АБО - НЕ. В якості індикатора використаємо 7 –сегментний дворозрядний світлодіодний індикатор HG1 і HG2 закордонного виробництва марки TDDG 5551 - M. В схемі передбачено стабілізатор живлення при використанні не стабілізованого блоку живлення, виконаного по схемі параметричного стабілізатора, який складають елементи С1, VD1, VT1, R9, перемикач джерела живлення ( блок живлення – батарея ) SA2 із індикаторами включення, який в свою чергу може використовуватись у якості вимикача живлення при використанні одного із джерел живлення, виконаних на VD3, VD4, R12, R13.

2.2 Опис роботи приладу по електричній принциповій схемі

Сигнал, поступаючи на вхід даного приладу, розділяється на дві складові, одна з яких йде на вхід елементу DD1.1 схеми формування логічної одиниці, друга складова поступає на базу вхідного транзистора інвертора DD2.1 схеми індикації відсутності сигналу. Обмеження амплітуди вхідного сигналу виконують резистори R1 і R2.

Дане обмеження сигналу потрібне для того, щоб не виникало перевантаження елементу амплітудою вхідного сигналу. Аналогічну функцію виконують і резистори R3 – R13.

Припустимо, що на вхід пробника ми подали сигнал логічної одиниці. Цей сигнал через резистор R1 поступає на вхід елементу DD1.1, де він інвертується і подається на вхід індикатора HG1, на якому висвічується одиниця. Це відбувається тому, що при наявності на виході логічного елементу логічного нуля, протікання струму відбувається за схемою, показаною на рисунку 2.2:

Сегменти індикатора HG2 не світяться, оскільки на виходах інверторів DD1.4 – DD1.6 присутні логічні одиниці. В результаті цього струм протікає в протилежному напрямку, що переводить світлодіодна індикатори в закритий стан.

Рисунок 2.2 - Шлях протікання струму

Сигнал, при подачі його на схему формування сигналу для індикації

відсутності сигналу, подається на перший вивід DD2.1. На вхід “2” сигнал подається через резистор R3, який забезпечує обмеження амплітуди джерела живлення до рівня логічного нуля. Тобто, виникла така ситуація: на двох входах логічного елемента в нас присутні сигнали різних логічних рівнів. Згідно таблиці істиності для елементу І – НЕ, на виході цього елементу отримуємо сигнал логічної одиниці.

На виході елементу DD1.2 отримаємо сигнал логічної одиниці. Згідно таблиці істиності на виході елементу DD2.2 отримаємо сигнал логічного нуля, а на виході елементу DD1.3 – сигнал логічної одиниці.

Рисунок 2.3. Розміщення сегментів 7 - сегментного світлодіодного індикатора

Припустимо, що на вхід подано сигнал, рівний логічному нулю.

Тоді на виході елемента DD1.1 сигнал буде мати значення логічної одиниці. Далі цей сигнал інвертується елементами DD1.4 – DD1.6. На виході отримуємо сигнал, рівний логічному нулю, який подається на індикатор HG1 (для кожної пари сегментів використано по одному логічному елементу. Це зроблено для того, щоб не було перевантажень по струму вихідного транзистора логічного елементу, оскільки це може призвести до виходу з ладу логічного елементу). В результаті будуть горіти сегменти a, b, с d, e, f, індукуючи логічний нуль. На виході елемента DD1.3 згідно таблиці режимів сигнал буде рівний логічній одиниці і сегменти g індикаторів HG1 і HG2