邏輯信號測試儀的設計與實(shí)現

　　摘要：采用中小規模集成電路，設計并實(shí)現了一種邏輯信號測試儀。該測試儀不僅能區分邏輯電平的三種狀態(tài)：高電平、低電平、高阻，而且還能區分脈沖信號及其頻率的數量級。測試儀的電源電壓范圍寬(3~18V)，適用于各種類(lèi)型的數字電路邏輯信號的測試，具有實(shí)現容易、操作簡(jiǎn)單、功能可靠、價(jià)格低廉、實(shí)用性強等優(yōu)點(diǎn)。

　　引言

　　在數字電路的調試和檢修時(shí)，常常要對電路中某點(diǎn)的邏輯信號進(jìn)行測試，采用萬(wàn)用表或示波器等儀器儀表很不方便，而采用邏輯信號測試儀通過(guò)幾個(gè)發(fā)光二極管就可以指示被測信號的邏輯狀態(tài)及脈沖信號的頻率范圍，使用簡(jiǎn)單方便，給數字電路實(shí)驗和電路設計開(kāi)發(fā)帶來(lái)便利。本文采用中小規模集成電路設計并實(shí)現了一種邏輯信號測試儀，不僅能區分邏輯電平的狀態(tài)和脈沖信號頻率的數量級，而且適用于各種類(lèi)型的數字電路邏輯信號的測試。如果將電路安裝成邏輯測試筆，使用就更為方便。

　　設計與實(shí)現

　　功能設計

　　邏輯信號測試儀主要包括邏輯信號狀態(tài)的區分和脈沖信號頻率的區分兩部分功能。其中邏輯信號狀態(tài)的區分主要通過(guò)雙電壓比較器電路實(shí)現，而脈沖信號頻率的區分可利用數字頻率計的原理實(shí)現。由于邏輯信號測試儀的電源來(lái)自被測電路，為滿(mǎn)足各種類(lèi)型的數字電路邏輯信號的測試，故所用芯片必須是能單電源供電且電源范圍較寬的模擬電路芯片和CMOS類(lèi)的數字集成電路芯片。

　　邏輯信號狀態(tài)的區分

　　為實(shí)現邏輯信號狀態(tài)的區分，可用運算放大器(如LM358)或電壓比較器(如LM393)實(shí)現一個(gè)雙限電壓比較器進(jìn)行區分，其關(guān)鍵在于參考電壓的設定，電路如圖1所示。本設計為了適用于各種類(lèi)型的數字電路邏輯信號的測試，僅對邏輯電平作了簡(jiǎn)單區分，設定為：被測信號如果小于0.2VCC則為低電平(LED2亮);如果大于0.4VCC則為高電平(LED1亮);如果介于兩者之間則為高阻態(tài)(兩個(gè)發(fā)光二極管都不亮);如果時(shí)大時(shí)小交替的則為脈沖信號(兩個(gè)發(fā)光二極管常亮或交替亮)。其中Vi為被測信號輸入端，R1、R2和D1、D2起到了輸入端靜電防護功能，R3、R4保證了在輸入端懸空時(shí)顯示為高阻態(tài)。如需嚴格適應TTL和CMOS等各種類(lèi)型集成電路的邏輯電平的測試，應根據各種類(lèi)型數字電路的邏輯電平特點(diǎn)，嚴格設定各自的參考電壓，并將其參考電壓設定支路區分開(kāi)來(lái)，用開(kāi)關(guān)電路進(jìn)行切換?！　?/p>