Самый подходящий прибор для просмотра работы и поиска неисправностей в цифровой схеме на КМОП-микросхемах, - это, конечно же импульсный осциллограф. С его помощью можно определить логические уровни, определить высокоомное состояние (размытая линия), посмотреть форму импульсных сигналов и проследить их прохождение.
Но, осциллограф, - очень сложный и дорогой прибор, имеющийся только у небольшой части радиолюбителей. К тому же, обычно это очень старые тяжелые и громоздкие приборы, которыми можно пользоваться только в стационарных условиях. Поэтому, многие радиолюбители для поиска неисправностей в цифровых схемах на КМОП-микросхемах пользуются обычным мультиметром. Но проблема в том, что мультиметр дает весьма скудные сведения о работе схемы. С его помощью очень сложно проверять импульсные сигналы, он не может отличить состояние логического нуля от высокоомного состояния. А это особенно важно, потому что большинство отказов КМОП-микросхем как раз и заключается в том, что один из выходов микросхемы, в результате пробоя одного или обоих выходных ключей вместо уровня логического нуля или единицы переходит в высокоомное состояние.
Вниманию читателей журнала предлагается схема простого логического пробника, который в большинстве случаев, при работе с КМОП-логикой, может заменить импульсный осциллограф. Он позволяет определить состояния логического нуля, логической единицы, высокоомное состояние и наличие импульсного сигнала. Пробник очень компактен, у него нет никаких переключателей, а питается он от цепи питания исследуемых микросхем.
Единственный недостаток пробника в относительно высоком токе потребления по цепи питания (до 20 mА). Но эта проблема легко решаема, - в конце концов, если проверяемая схема питается от микротокового источника, пробник можно запитать от отдельного источника такого же напряжения, соединив его общий минус с общим минусом проверяемой схемы.
Пробник имеет проволочный заостренный щуп, которым "тыкают" по "ножкам" и два зажима "крокодил", которыми пробник подключают к шинам питания микросхем. Индикация - при помощи трех разноцветных светодиодов. Желтый светодиод HL3 служит индикатором правильного подключения питания. Индикация логических уровней - двумя светодиодами, красным и зеленым. В высокоомном состоянии (или когда щуп никуда не подключен) оба светодиода погашены. Логический ноль -мигает зеленый светодиод, логическая единица - мигает красный. Если импульсы, то мигают оба светодиода (поочередно или хаотически).
Диод VD1 служит для защиты от неверного подключения источника питания. Светодиод HL3 - индикатор подачи питания. Пробник выполнен на двух микросхемах К561ЛЕ5 и К561ЛН2. Выбор микросхемы К561ЛН2 не случаен, - эта микросхема наиболее "прочная" из серии К561, она имеет достаточно мощные выходы (ток нуля до 10mA) и "прочные" входы, менее чувствительные к статике, отрицательным уровням и превышению единицей напряжения питания.
Для распознавания высокоомного состояния имеется мультивибратор на элементах D1.1 и D1.2, который генерирует прямоугольные импульсы частотой около 2-3 Гц. Эти импульсы в одной фазе поступают на вход пробника через резистор R3, а в противофазе на входы логических элементов D1.3 и D1.4.
В результате, когда щуп Х1 никуда не подключен или на нем высокоомное состояние, логические уровни на обоих входах элементов D1.3 и D1.4 противоположны и поочередно меняются. В результате все время на одном из входов этих элементов есть логическая единица. Поэтому на выходах D1.3 и D1.4 постоянно держатся логические нули и светодиоды HL1 и HL2 не зажигаются. Если же, на Х1 подается логический уровень (единица или ноль), то этот уровень шунтирует импульсы, поступающие от мультивибратора через резистор R3, и эти импульсы на входы элементов D2.2 и D2.4 не проходят. Поэтому один из светодиодов мигает (если логический ноль - HL1, если единица - HL2).
