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專利名稱：通用多功能組合聲光邏輯筆的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種邏輯筆。
邏輯筆分為邏輯測(cè)試筆和邏輯脈沖發(fā)生筆二類。一般的邏輯測(cè)試筆由邏輯測(cè)試輸入電路(1)、邏輯電平基準(zhǔn)器(2)、邏輯高電平鑒別器(3)、邏輯低電平鑒別器(4)、邏輯高電平LED指示器(5)、邏輯低電平LED指示器(6)、邏輯窄脈沖展寬器(12)、邏輯窄脈沖LED指示器(13)八個(gè)部分組成，其典型結(jié)構(gòu)如香港COLLUCK有限公司生產(chǎn)的LP－1型多功能邏輯測(cè)試筆。也有文獻(xiàn)介紹一種聲響邏輯測(cè)試筆由邏輯電平基準(zhǔn)器(2)、邏輯高電平鑒別器(3)、邏輯低電平鑒別器(4)、音頻振蕩器(7)、音響指示器(8)五個(gè)部分組成，其典型結(jié)構(gòu)如荷蘭《Elektor》雜志社出版的“西歐優(yōu)秀系列電路叢書”(中譯本為“實(shí)用電子文摘”，1987年第六期《303電路》)所載“Simpleacousticlogicprobe”一文所述。一般的邏輯脈沖發(fā)生筆由邏輯脈沖發(fā)生時(shí)鐘振蕩器(9)、單次邏輯脈沖發(fā)生時(shí)鐘振蕩器(14)、邏輯脈沖發(fā)生時(shí)鐘LED指示器(10)、邏輯脈沖發(fā)生與輸出電路(11)四個(gè)部分組成，其典型結(jié)構(gòu)如上海蝶來儀表廠研制的DL－cp型邏輯脈沖發(fā)生筆。這些邏輯筆的缺點(diǎn)是邏輯電路通用性不強(qiáng)，各種邏輯電路都用專用邏輯筆；邏輯測(cè)試筆與邏輯脈沖發(fā)生筆分離，當(dāng)用邏輯脈沖發(fā)生筆配合進(jìn)行在線測(cè)試時(shí)，操作與觀察均不方便；不同時(shí)具有聲光指示，或者使測(cè)試速度受限，或者給使用者造成心理上的不適，從而降低了工作效率；電路不夠簡(jiǎn)單，如一般具有檢測(cè)邏輯高電平、邏輯低電平，未定義電平或開路、邏輯窄脈沖功能并用LED指示的邏輯測(cè)試筆至少含有二個(gè)集成電路和一些分立元件，約150個(gè)焊點(diǎn)。又如上面提到的“Simpleacousticlogicprobe”一文所述的聲響邏輯測(cè)試筆，僅適用于TTL／DTL邏輯電路、邏輯基準(zhǔn)電平調(diào)整困難、電路一致性差。
本實(shí)用新型的目的在于提供一種邏輯電路通用性強(qiáng)，同時(shí)具有邏輯測(cè)試筆和邏輯脈沖發(fā)生筆的功能，同時(shí)具有聲光指示，檢測(cè)功能豐富齊全，電路簡(jiǎn)單可靠，成本低的邏輯筆。


附圖1是邏輯筆的結(jié)構(gòu)示意圖，用來說明本實(shí)用新型的主體結(jié)構(gòu)和工作原理。
附圖2是本實(shí)用新型的一種內(nèi)部結(jié)構(gòu)部分電路剖析圖，用來說明本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例。
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作詳細(xì)描述。參見圖1，本實(shí)用新型的邏輯筆由邏輯測(cè)試輸入電路(1)、邏輯電平基準(zhǔn)器(2)、邏輯高電平鑒別器(3)邏輯低電平鑒別器(4)、邏輯高電平LED指示器(5)、邏輯低電平LED指示器(6)、音頻振蕩器(7)、音響指示器(8)、邏輯脈沖發(fā)生時(shí)鐘振蕩器(9)、邏輯脈沖發(fā)生時(shí)鐘LED指示器(10)、邏輯脈沖發(fā)生與輸出電路(11)等十一個(gè)部分組成。其中，邏輯高電平鑒別器(3)、邏輯低電平鑒別器(4)、音頻振蕩器(7)、邏輯脈沖發(fā)生時(shí)鐘振蕩器(9)由含于一個(gè)集成電路內(nèi)的四個(gè)電壓比較器或運(yùn)算放大器各自為主構(gòu)成，從而大大簡(jiǎn)化了電路。這個(gè)集成電路所用電源電壓范圍可以很大，能適應(yīng)各種邏輯電路的電壓要求。本實(shí)用新型的工作原理和功能敘述如下邏輯電平基準(zhǔn)器(2)產(chǎn)生邏輯高基準(zhǔn)電平和邏輯低基準(zhǔn)電平，分別供給邏輯高電平鑒別器(3)和邏輯低電平鑒別器(4)。邏輯高電平鑒別器(3)將來自邏輯測(cè)試輸入電路(1)的被測(cè)電平與邏輯高基準(zhǔn)電平比較，當(dāng)該被測(cè)電平高于邏輯高基準(zhǔn)電平時(shí)，邏輯高電平鑒別器(3)的輸出狀態(tài)翻轉(zhuǎn)，使邏輯高電平LED指示器(5)開始發(fā)光，同時(shí)控制音頻振蕩器(7)按較高頻率開始振蕩，并推動(dòng)音響指示器發(fā)出高音；否則，邏輯高電平LED指示器(5)不發(fā)光且音響指示器(8)不發(fā)音(當(dāng)被測(cè)電平介于邏輯高基準(zhǔn)電平和邏輯低基準(zhǔn)電平之間時(shí))或發(fā)低音(當(dāng)被測(cè)電平低于邏輯低基準(zhǔn)電平時(shí))。同理，邏輯低電平鑒別器(4)將來自邏輯測(cè)試輸入電路(1)的被測(cè)電平與邏輯低基準(zhǔn)電平比較，當(dāng)該被測(cè)電平低于邏輯低基準(zhǔn)電平時(shí)，邏輯低電平鑒別器(4)的輸出狀態(tài)翻轉(zhuǎn)，使邏輯低電平LED指示器(6)開始發(fā)光，同時(shí)控制音頻振蕩器(7)按較低頻率開始振蕩，并推動(dòng)音響指示器(8)發(fā)出低音；否則，邏輯低電平LED指示器(6)不發(fā)光且音響指示器(8)不發(fā)音或發(fā)低音。當(dāng)來自邏輯測(cè)試輸入電路(1)的被測(cè)電平處于邏輯高基準(zhǔn)電平和邏輯低基準(zhǔn)電平之間(即所謂未定義電平)時(shí)，邏輯高電平LED指示器(5)、邏輯低電平LED指示器(6)均不發(fā)光，并且音響指示器(8)也不發(fā)音。邏輯測(cè)試輸入電路(1)的作用是當(dāng)邏輯測(cè)試探頭(15)開路時(shí)給后級(jí)提供一個(gè)未定義電平(如測(cè)TTL電路時(shí)可設(shè)定為1.4V)，從而使邏輯高電平指示器(5)、邏輯低電平LED指示器(6)均不發(fā)光，并且音響指示器(8)也不發(fā)音；而當(dāng)邏輯測(cè)試探頭(15)未開路時(shí)，則將輸入被測(cè)電平原樣傳給后級(jí)。以上說明了輸入靜態(tài)邏輯高電平、邏輯低電平、未定義電平或開路，以及脈寬在秒數(shù)量級(jí)以上的邏輯脈沖時(shí)眼睛看到的聲光指示情況。當(dāng)輸入為頻率較高的占空比不大的邏輯脈沖時(shí)，邏輯高電平LED指示器(5)和邏輯低電平LED指示器(6)高速交替發(fā)光，給人的感覺將是這兩個(gè)LED同時(shí)發(fā)光，兩者的亮度差別則表明了脈沖占空比的大??；而音響指示器(8)則發(fā)出一種混雜聲音，根據(jù)音色也可判斷脈沖占空比的大小。當(dāng)輸入為邏輯窄脈沖(占空比很大，窄脈寬小于0.1秒)時(shí)，人眼便觀察不到邏輯高電平LED指示器(5)或邏輯低電平LED指示器(6)對(duì)于窄脈沖的指示；但人耳卻能覺察到音響指示器(8)對(duì)于窄脈沖的指示，音響指示器(8)將會(huì)在代表邏輯窄脈沖基底的高音或低音上按窄脈沖的出現(xiàn)時(shí)刻發(fā)出“嗒”的聲音。于是就可以通過音響指示器(8)來檢測(cè)邏輯窄脈沖，從而可以省略掉用于邏輯窄脈沖LED指示的邏輯窄脈沖展寬器(12)和邏輯窄脈沖LED指示器(13)等有關(guān)電路，以降低成本、簡(jiǎn)化電路。此外，對(duì)于頻率較高的邏輯脈沖，通過邏輯高電平LED指示器(5)和邏輯低電平LED指示器(6)是無法區(qū)分其頻率范圍的，但通過音響指示器(8)所發(fā)出的基音音調(diào)卻能夠大致區(qū)分脈沖頻率是小于20Hz、20～20000Hz、還是大于20000Hz；對(duì)于20～20000Hz的邏輯脈沖，還能夠更精確地判斷其頻率范圍。以上所述是邏輯測(cè)試部分的工作原理和功能，以下說明邏輯脈沖發(fā)生部分的工作原理和功能。邏輯脈沖發(fā)生時(shí)鐘振蕩器(9)產(chǎn)生一個(gè)周期大于1秒的自激振蕩，其輸出一方面推動(dòng)邏輯脈沖發(fā)生時(shí)鐘LED指示器(10)一亮一暗地閃爍，另一方面又送到邏輯脈沖發(fā)生與輸出電路(11)，經(jīng)微分窄脈沖形成電路，在時(shí)鐘的一個(gè)邊沿，產(chǎn)生一個(gè)到電源正極的拉高電位窄脈沖；在時(shí)鐘的另一個(gè)邊沿，又產(chǎn)生一個(gè)到電源負(fù)極的拉低電位窄脈沖；在時(shí)鐘的平穩(wěn)期，輸出呈高阻狀態(tài)。這樣，邏輯脈沖發(fā)生探頭(16)發(fā)出脈沖的時(shí)刻由邏輯脈沖發(fā)生時(shí)鐘LED指示器(10)的亮或暗的跳變時(shí)刻確定，而脈沖發(fā)生的極性由跳變的方向確定。由于邏輯脈沖發(fā)生的間隔比較長(zhǎng)且輸出平時(shí)處于高阻狀態(tài)，從而可以省略單次邏輯脈沖時(shí)鐘發(fā)生振蕩器(14)；當(dāng)需要單次邏輯脈沖輸出時(shí)，一般可在輸出高阻期間將邏輯脈沖發(fā)生探頭(16)接入被檢測(cè)電路，注入一個(gè)有效脈沖后立即移開邏輯脈沖發(fā)生探頭(16)，于是完成了一個(gè)單次邏輯脈沖的注入。這樣設(shè)計(jì)可以減少開關(guān)按鈕數(shù)目，也簡(jiǎn)化了電路。
本實(shí)用新型的邏輯筆同已有的同類產(chǎn)品比較，具有下列優(yōu)點(diǎn)1、邏輯電路通用性強(qiáng)。除ECL電路外，適用于DTL、TTL、HTLPMOS、NMOS、CMOS等幾乎所有邏輯電路。
2、邏輯測(cè)試筆與邏輯脈沖發(fā)生筆組合在一起，兩者配合使用非常方便，外接線和開關(guān)也較少。
3、同時(shí)具有聲光指示，大大加快了測(cè)試速度，提高了工作效率。
4、檢測(cè)功能豐富齊全。除能測(cè)邏輯高電平、邏輯低電平、未定義電平或開路、邏輯脈沖及其占空比(占空比不大的情況)、邏輯窄脈沖和能發(fā)出強(qiáng)力邏輯窄脈沖外，還可以確定邏輯脈沖頻率是小于20Hz、20～20000Hz、還是大于20000Hz，而且還能更精確地測(cè)出20Hz～20000Hz范圍內(nèi)的邏輯脈沖的頻率范圍。
5、電路簡(jiǎn)單，成本低。整個(gè)電路只含有一個(gè)集成電路和少量分立元件，約90個(gè)焊點(diǎn)。線路可靠，一致性好，不需調(diào)整，便于生產(chǎn)。
實(shí)施例如圖2所示。邏輯測(cè)試輸入電路(1)、邏輯電平基準(zhǔn)器(2)采用電阻分壓網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成，使整個(gè)電路的電路電壓范圍很寬，一個(gè)集成電路內(nèi)的四個(gè)電壓比較器或運(yùn)算放大器分別用于構(gòu)成邏輯高電平鑒別器(3)、邏輯低電平鑒別器(4)、音頻振蕩器(7)、邏輯脈沖發(fā)生時(shí)鐘振蕩器(9)。前二個(gè)電壓比較器或運(yùn)算放大器各自接成電壓比較器的形式，后兩個(gè)電壓比較器或運(yùn)算放大器各自接成自激多諧振蕩器的形式。音頻振蕩器(7)內(nèi)部的二個(gè)決定振蕩頻率的定時(shí)電容(19)、(20)分別接到邏輯高電平鑒別器(3)和邏輯低電平鑒別器(4)。通過邏輯高電平鑒別器(3)和邏輯低電平鑒別器(4)分別控制這二個(gè)電容接地與否，就控制了音頻振蕩器(7)按高音頻率振蕩、低音頻率振蕩、不振蕩。音響指示器(8)由壓電、陶瓷片(21)構(gòu)成。邏輯脈沖發(fā)生與輸出電路(11)，由一個(gè)PNP型三極管(26)，一個(gè)NPN型三極管(27)為主構(gòu)成，二個(gè)電容(22)、(23)分別接到邏輯脈沖發(fā)生時(shí)鐘振蕩器(9)，二個(gè)電阻(24)、(25)跨接于三極管(26)、(27)各自的b－e極之間。邏輯脈沖發(fā)生時(shí)鐘的下跳沿經(jīng)電容(22)、三極管(26)發(fā)射結(jié)電阻的微分產(chǎn)生一窄電流脈沖，導(dǎo)致三極管(26)飽和導(dǎo)通一個(gè)窄脈寬時(shí)間，將邏輯脈沖發(fā)生探頭(16)的電位上拉到近于電源正極；同理，時(shí)鐘的上跳沿經(jīng)電容(23)、三極管(27)發(fā)射結(jié)電阻的微分產(chǎn)生一窄脈沖電流，導(dǎo)致三極管(27)飽和導(dǎo)通一窄脈沖時(shí)間，將邏輯脈沖發(fā)生探頭(16)的電位拉低到近于電源負(fù)極。電阻(24)、(25)分別為電容(22)、(23)放電，以免電容上電荷積累擁塞。邏輯電平基準(zhǔn)器(2)內(nèi)部的分壓電阻最好用金屬膜電阻，其它電阻用普通碳膜電阻。電容均為普通瓷片電容，三極管(26)、(27)一般可用普通低頻小功率硅三極管。邏輯高電平LED指示器(5)、邏輯低電平LED指示器(6)、邏輯脈沖發(fā)生時(shí)鐘LED指示器(10)內(nèi)的LED為普通發(fā)光二極管，正常工作電流以10mA為宜。電源線正負(fù)極(17)、(18)可分別用紅、黑色魚咬夾制成，邏輯測(cè)試探頭(15)用鍍銀探針制成，邏輯脈沖發(fā)生探頭(16)用帶長(zhǎng)引線的鍍銀探針或探勾制成。邏輯測(cè)試探頭(15)和邏輯脈沖發(fā)生探頭(16)最好做成可拆卸式，以便人們按需要選用。
權(quán)利要求1.一種邏輯筆，包括邏輯測(cè)試輸入電路(1)、邏輯電平基準(zhǔn)器(2)、邏輯高電平鑒別器(3)、邏輯低電平鑒別器(4)、邏輯高電平LED指示器(5)、邏輯低電平LED指示器(6)，其特征在于所述的邏輯筆還包括音頻振蕩器(7)、音響指示器(8)、邏輯脈沖發(fā)生時(shí)鐘振蕩器(9)、邏輯脈沖發(fā)生時(shí)鐘LED指示器(10)、邏輯脈沖發(fā)生與輸出電路(11)；所述的邏輯高電平鑒別器(3)、邏輯低電平鑒別器(4)、音頻振蕩器(7)、邏輯脈沖發(fā)生時(shí)鐘振蕩器(9)各自以一個(gè)電壓比較器或運(yùn)算放大器為主構(gòu)成，所述電壓比較器或運(yùn)算放大器含于一個(gè)集成電路內(nèi)。
2.如權(quán)利要求1所述的邏輯筆，其特征在于所述的用于構(gòu)成邏輯高電平鑒別器(3)和邏輯低電平鑒別器(4)的二個(gè)電壓比較器具有開路輸出結(jié)構(gòu)。
3.如權(quán)利要求1或2所述的邏輯筆，其特征在于所述的音頻振蕩器(7)有二個(gè)電容(19)、(20)分別接到邏輯高電平鑒別器(3)和邏輯低電平鑒別器(4)。
4.如權(quán)利要求1所述的邏輯筆，其特征在于所述的音響指示器(8)以壓電陶瓷片(21)為主構(gòu)成。
5.如權(quán)利要求1所述的邏輯筆，其特征在于所述的邏輯脈沖發(fā)生與輸出電路(11)，由一個(gè)PNP型三極管(26)和一個(gè)NPN型三極管(27)為主構(gòu)成。
6.如權(quán)利要求5所述的邏輯脈沖發(fā)生與輸出電路(11)，其特征在于二個(gè)三極管(26)、(27)各有一個(gè)電阻(24)、(25)跨接于各自的b－e極之間。
7.如權(quán)利要求5或6所述邏輯脈沖發(fā)生與輸出電路(11)，其特征在于有二個(gè)電容(22)、(23)分別接到邏輯脈沖發(fā)生時(shí)鐘振蕩器(9)。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種邏輯筆。它除了含有邏輯測(cè)試輸入電路、邏輯電平基準(zhǔn)器、邏輯高電平鑒別器、邏輯低電平鑒別器、邏輯高電平LED指示器、邏輯低電平LED指示器，還含有音頻振蕩器、音響指示器、邏輯脈沖發(fā)生時(shí)鐘振蕩器、邏輯脈沖發(fā)生時(shí)鐘LED指示器、邏輯脈沖發(fā)生與輸出電路。其中，邏輯高電平鑒別器、邏輯低電平鑒別器、音頻振蕩器、邏輯脈沖發(fā)生時(shí)鐘振蕩器由一個(gè)集成電路內(nèi)的四個(gè)電壓比較器或運(yùn)算放大器各自為主構(gòu)成。
文檔編號(hào)G01R31/28GK2039029SQ8821442
公開日1989年6月7日 申請(qǐng)日期1988年9月29日 優(yōu)先權(quán)日1988年9月29日
發(fā)明者鄧小衛(wèi) 申請(qǐng)人:鄧小衛(wèi)