DIY Logic-Probe

Ein Logic-Probe ist ein kostengünstiges und einfach zu handhabendes Prüfgerät zur Analyse der logischen Zustände (0 oder 1) in einer digitalen Schaltung. Es können entweder die Pegel an TTL (Transistor-Transistor-Logic) oder an CMOS (Complimentary-Metal-Oxyd-Semiconductor) basierenden Schaltkreisen wie die 7400-Serien und 4000-Serien sowie an neueren Logikfamilien überprüft werden,

Im Rahmen eines kleinen Sommer(loch) Projektes ist ein einfacher Logic-Probe entstanden.

Der Planung und Umsetzung lagen folgende Kriterien zu Grunde:

• Schmale Bauform, einhändige Nutzung als Prüfstift
• Keine SMD Bauweise
• H/L Erkennung an 5V CMOS, TTL und 3.3V CMOS und LVTTL
• Impulserkennung mit Abschätzung der Impuls-/Pausendauer
• Spannungsversorgung aus der zu prüfenden Schaltung
• Schutz vor versehentlicher Verpolung der Spannungsversorgung

Die fertige Platine sieht so aus::

Funktionsweise:

Spannungsbereich der erkennbaren Logic-Level:

	5V Logik		3,3V Logik
	CMOS	TTL	CMOS	TTL
High = rote LED	> 3,5V	> 2,0V	> 2,2V	> 1,4V
Undef = keine LED
Low = grüne LED	< 1,5V	< 0,8V	< 1,1V	< 0,5V

Somit werden die definierten Ein- und Ausgangspegel abgedeckt:

Ist die Prüfspitze nicht verbunden oder liegt die Spannung an der Prüfspitze im ungültigen Bereich (Undef), leuchtet keine der beiden LEDs.

Pulserkennung:

Bei Erkennung einer positiven Flanke leuchtet die gelbe LED. Bei Einzelimpulsen im Abstand > 1 Sek leuchtet die gelbe LED für eine Dauer von ca. 1 Sekunde. Bei kontinuierlichen Impulsen im Abstand < 1 Sek leuchtet die gelbe LED solange die Impulse anliegen + 1 Sek. So lassen sich auch einzelne, sehr kurze Impulse erkennen. Bei der Überprüfung von kontinuierlichen Impulsfolgen, z.B. einem Taktsignal, leuchten alle drei LEDs, sofern dessen Pegel im gültigen Spannungsbereich liegen.

Dabei gilt zur Abschätzung des Impuls-/Pausenverhältnisses (Duty-Cycle) folgendes:

Duty-Cycle > 50%: gelbe LED + rote LED (hell) + grüne LED (dunkler)

Duty-Cycle = 50%: gelbe LED + rote LED + grüne LED leuchten gleich hell

Duty-Cycle < 50%: gelbe LED + grüne LED (hell) + rote LED (dunkler)

Der Logic-Probe ist für den Einsatz an TTL und CMOS Schaltkreisen mit einer Versorgungsspannung von typ. 3.3V … 5V ausgelegt, was für die allermeisten Anwendungen ausreichend ist. Die maximale Versorgungsspannung liegt bei 15V. Somit können CMOS-Level mit Bezug auf einer höheren Spannung als 5V geprüft werden. Da die H/L Erkennung prozentual zur Versorgungsspannung stattfindet, erhöhen sich die Spannungswerte für die Logic-Pegel entsprechend und werden korrekt über die rote und grüne LED angezeigt. Allerdings ist die Impulserkennung bei einer Versorgungsspannung > 6V nicht mehr möglich. Die gelbe LED leuchtet in diesem Fall ständig.

Eine Schutzschaltung verhindert eine Beschädigung bei versehentlich falsch gepolter Spannungsversorgung. Bis 12V ist ein dauerhafter und darüber hinaus ein kurzfristiger Schutz gegeben.

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