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Tastkopf zur Prüfung der Potentiale von logischen Schaltkreisen.
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Die Erfindung betrifft einen Tastkopf zur Prüfung der Potentiale von
logischen Schaltkreisen.
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Bei der Verwendung von logischen Schaltkreisen besteht in vielen Fällen
die Notwendigkeit, die Potentiale an den Eingängen und Ausgängen von logischen Schaltkreisen
in einfacher Art und Weise auf ihre å jeweilige logische Bedeutung zu prüfen. Erwünscht
ist hierbei außerdem, daß nur Potentiale, die innerhalb der Toleranzbereiche der
logischen Potentiale für "Eins" bzw. "Nulll' liegen, als "Eins" bzw. "Null" angezeigt
werden. Im anderen Fall sind nämlich undefinierte Potentiale an den logischen Schaltkreisen,
die sich durch evtl. Störungen ergeben können, nicht erkennbar.Die bisher bekannten
Tastköpfe zur Prüfung von logischen Schaltkreisen weisen aber nur eine Möglichkeit
zur Unterscheidung eines hohen oder niedrigen Potentials auf.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Tastkopf zur Prüfung
der Potentiale von logischen Sohaltkreisen ansugeben, mit dem außer den beiden Zuständen
"Sins" und "Null" der logischen Schaltkreise auch Potentiale zu erkennen sind, die
keinem definierten logischen Zustand entsprechen.
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Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß für die
zwei möglichen Potentiale "Null" und Zeins der Schaltkreise je ein Schwellwertschalter
mit nachgeschaltetem Schaltverstärker vorgesehen ist 9 in dessen Ausgangskreis ein
Anzeigeelement liegt, daß ferner der erste Schwellwertschalter einen oberen und
der zweite Schwellwertschalter einen unteren Schwellwert aufweist, und daß der erste
Schwell.z-tschalter unterhalb seines Schwellwertes und der zweite Schwellwertschalter
oberhalb seines Schwellwertes ein Ausgangssignal abgibt.
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Die Schwellwerte dieser Schwellwertschalter sollten so eingestellt
sein, daß sie genau an der oberen bswO unteren Grenze der Toleranzbereiche der logischen
Schaltungen liegen Bei einem derartigen Tastkopf ist es vorteilhaft, wenn die Schwellwertschalter
Differenzverstärker sind, deren einer Eingang mit je einem Spannungsreferenzelement
in Verbindung stehend und deren anderer Eingang den Eingang des Schwellwertschalters
darstellt.
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Eine zweckmäBige mechanische Ausführung des Tastkopfes ist dadurch
gegeben, daß die Schaltung des Tastkopfes einschließlich der zwei Anzeigelampen
in einem röhrenförnigen Gehäuse aus wenigstens teilweise durchsichtigem Kunststoff
angeordnet ist, dessen eine Stirnseite eine Tastspitze trägt, und dessen andere
Stirnseite eine Kabeldurchführung mit zwei Anschlußleitungen für die Zuführung der
Betriebsspannung aufweist, die gleich der der zu prilfenden logischen Schaltungen
gewählt ist.
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Anhand der Zeichnung soll die Erfindung im folgenden noch näher erläutert
werden.
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Es zeigen: Fig. 1 ein Blockschaltbild des Tastkopfes nach der Erfindung
Fig. 2 eine Schaltung eines Tastkopfes nach der Erfindung Fig. 3 ein mechanisches
Ausfuhrungsbeispiel eines Tastkopfes nach Fig. 2 In Fig. 1 ist ein Blockschaltbild
eines Tastkopfes mit den Schwellwertschaltern S1 und S2, den Schaltverstärkern V1
und V2 und den Anzeigeelementen Al und A2 dargestellt. Die Potentiale der zu prüfenden
logischen Schaltkreise werden dem Eingang E des Tastkopfes zugeführt. Der Eingang
E ist mit den zueinander parallelgeschalteten Eingängen der Schwellwertschalter
S1 und 52 verbunden, deren Ausgangssignale die Schaltverstärker V1 bzw. V2 steuern.
Im Arbeitskreis der Schaltverstärker sind die Anzeigeelemente Al und A2 angeordnet.
Die Schwellwertschalter S1 bzw. S2 geben nur dann ein Ausgangssignal an die Schaltverstärker
ab, wenn das Signal am Eingang E unterhalb bzw. oberhalb der Toleranzgrenze des
Ausgangszustandes Null bzw. ftEinstt des zu prüfenden logischen Schaltkreises liegt.
Sie können daher auch als AmplitudenSilter aufgefaßt werden. Beispielsweise werden
die Schwellwertschalter eines Tastkopfes zur Prllfung von TTL-Schaltkreisen so dimensioniert,
daß der Schwellwertschalter S1 für eine Ausgangespannung unterhalb von 0,4 Volt
(log. "Null") und der Schwellwertschalter 52 für eine Eingangs spannung oberhalb
2,4 Volt (log. "Eins") ein Ausgangssignal an den
nachgeschalteten
Schaltverstärker bzw. an das zugehörige Anzeigeelement abgibt. Für Potentiale zwischen
0,4 und 2,4 Volt, denen kein definierter logischer Zustand entspricht, wird kein
Ausgangssignal abgegeben.
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Die Schaltung eines derartigen Tastkopfes zur Prüfung von TTL-Schaltkreisen
zeigt die Fig. 2. In dieser Schaltung besteht der Schwellwertschalter S1 bzw. S2
aus einem Differeneveratärker mit den Eingängen e1 und e2 bzw. e3 und e4 und den
Ausgängen al bz a2. Der Differenzverstärker des Schwellwertschalters S1 ist für
die Prüfung des logischen Zustandes "Null" bestimmt und enthält die Transistoren
Ts1 bis Ts4, von denen jeweils die Transistoren Ts1 und 82 bzw. Ts3 und ?S4 zu einer
Darlingtonschaltung mit den wiederständen R3 und R6 zusammengeschaltet sind. R4
stellt den gemeinsamen emitterwiederstand dieser Differentverstärkerstufe dar, während
R5 mit dem Kollektor des Transistors Ts3 verbunden ist und als Arbeitswiederstand
dieser Stufe dient. der Differenzverstärker mit den Transistoron Ts7 und Te8 stellt
den Schwellwertschalter S2 dar, der für die Anzeige des logischen zustandes "Eins"
dinensioniert ist. Der Differenzverstärker enthält den gemeinsamen Emitterwiederstand
R15 und den Arbeitswiederstand R14, der am Kollektor des Transistors Ts7 angeordnet
ist. Den Eingängen e2 bzw. e4 der Differenzverstärker der Schwellwertschalter S1
bzw. 52 werden Referenzspannungen zugeführt.
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Die Referenzspannung für den Schwellwertschalter 51 wird mit Hilfe
der Diode D2 und der Widerstandekette R7 bis R10 erzeugt, während die Referenzspannung
für den Schweliwertschalter S2 über die Diode D4 und die Widerstänae R16 bis R18
gewonnen wird. Die Eingänge e1 und e3 der Differenzverstärker werden über parallelgeschaltete
Dioden D1 bzw. D3 und vorgeschaltete Widerstände R2 bzw. R13 gegen Überspannungen
am Eingang geschützt. Zusätzlich sind im Eingangskreis
noch die
Widerstände Ri und R12 angeordnet, die bei offenem Eingang E eine derartige Eingangsspannung
an die Eingänge ei bzw. e3 legen, daß keiner der Schaltverstärker durchgeschaltet
ist.
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Das Ausgangssignal am Anschluß al bzw. 82 der Differenzverstärker
wird der Basis des Transistors Ts5 bzw. Ts9 der Anzeigeverstärker zugeführt. Am
Kollektor des Transistors Uns5, der über den :rbeitswiderstand Ril mit der Betriebsspannung
verbunden ist, ist die Basiß des Transistors T6 angeschaltet, in dessen Kollektorarbeitskreis
die das Anzeigeelement darstellende Lampe L angeordnet ist. Der Kollektor des Transistors
Ts9 des Anzeigeverstärkers V2 ist über die in Serie geschalteten Widerstände R19
und R20 mit dem Bezugspotential verbunden. Die Basis des Transistors TslO ist an
den Verbindungspunkt dieser beiden Widerstände angeschaltet. Im Kollektorarbeitskrejs
des Transistors Ts10 ist wiederum eine das Anzeigeelement darstellende Lampe L'
angeordnet.
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Zum Schutz des Tastkopfes gegen Falschpolung der Betriebsspannung
ist in der positiven Betriebsspannungszuleitung eine Schutzdiode D5 angeordnet,
über die nur bei richtiger Polung Betriebsspannung zum Tastkopf gelangen kann.
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Ein derartiger Tastkopf ist mit entsprechenden Änderungen der Schwellwerte
und der Betriebs spannung auch für andere logische Schaltkreise geeignet.
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Fig. 3 zeigt ein Beispiel für die mechanische Ausführung des Tastkopfes.
Dieser Tastkopf besteht aus einem röhrenförmigen Gehäuse G, das aus durchsichtigem
Kunststoff
gefertigt ist, und das sn einem Ende eine Tastspitze
T und am anderen Ende eine Kabeldurchführung D für die Anschlußleitung K der Betriebsspannung
aufweist, Die Schaltungselemente des Tastkopfes sind auf einer Trägerplatte 5 einer
gedruckten Schaltung im Inneren des Gehäuses G angeordnet. Die Trägerplatte S enthält
außerdem zwei verschiedenfarbige Anzeigelampen L, L' für die Anzeige des Schaltzustandes
des zu prüfenden logischen Schaltkreises.
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3 Patentansprüche 3 Figuren