CONCEPTOS BASICOS En todos los sistemas basados en circuitos di-gitales los estados lgicos alto y bajo estn asociados a rangos de voltaje bien definidos separados por una zona de valores invlidos o no determinados. Cada familia de circuitos integrados (TTL, CMOS, OTROS) interpreta de forma diferen-te un nivel alto o bajo de voltaje. Para TTL, el estado bajo corresponde a volta-jes entre 0V y 16% del voltaje de alimentacin (VCC) y el estado alto a voltajes entre el 40% de VCC y VCC. Ya que la tecnologa TTL debe ser alimentada con un voltaje nominal de 5V lo anteriormente descrito significa que un nivel bajo est representado por los voltajes

entre 0V y 0.8 V, y el nivel alto por los volta-jes entre 2V y 5V. Los voltajes inferiores a 0V, superiores a 5V o entre 0.8V y 2V se consideran invlidos o indeterminados. Para CMOS el estado bajo corresponde a voltajes entre 0V y 30% del voltaje de ali-mentacin (VDD) y el estado alto a voltajes entre el 70% de VDD y VDD. Los voltajes inferiores a 0V, superiores a VDD o entre 0.3 VDD y 0.7 VDD son invlidos. Por ejemplo si se utiliza una tensin de alimentacin VDD de +12V, los voltajes entre 0V y 3.6V sern interpretados como un nivel bajo, los valores entre 8.4V y 12V como un nivel alto y los voltajes entre 3.6V y 8.4V como invlidos. Entre las principales caractersticas de la punta lgica descrita se pueden citar: Impedancia de entrada muy alta con el fin de eliminar cualquier efecto de carga so-bre el punto de prueba y garantizar una alta confiabilidad de la lectura. Sealizacin visual de los estados lgi-cos y pulsos en tres leds independientes: VERDE para el nivel ALTO, ROJO para el estado BAJO y AMARILLO para los PUL-SOS. El sistema puede detectar niveles lgi-cos TTL y CMOS dentro de los rangos de voltaje especificados y trenes de pulso con frecuencias superiores a los 5 MHZ. Se alimenta directamente del circuito bajo prueba, no necesitando fuentes adiciona-les de alimentacin para su funcionamiento . Posee un diodo para proteccin contra inver-sin de polaridad . Una vez conectado al cir-cuito bajo prueba y especificada la tecnologa sobre a cual se realizar la medicin, el siste-ma establece automticamente los valores de voltaje sealados anteriormente.

*PUNTA LOGICA PROFESIONAL* HT-002 www.detotus.com

La punta lgica es un instrumento extrema-damente til en cualquier laboratorio de electrnica ya sea profesional o aficionado en el proceso de construccin, prueba, repara-cin, mantenimiento o instalacin de cual-quier sistema que incluya tecnologa digital. Utilizando este instrumento se puede determi-nar el estado lgico de una salida o entrada digital , sea un nivel alto, bajo o un tren de pulso o un estado de alta impedancia adems de otras interesantes condiciones de funcio-namiento de determinado circuito. Desafortu-nadamente, las puntas lgicas para uso pro-fesional son instrumentos relativamente cos-tosos y por esta razn no siempre estn acce-sibles a todos los presupuestos. La punta lgi-ca descrita en este artculo es un instrumento con calidad profesional con la cual se pueden determinar los niveles lgicos alto, bajo y trenes de pulsos para todas las tecnologas digitales existentes en el mercado (TTL, CMOS, MICROPROCESADORES, OTRAS). Es fcil de construir y tiene un precio mucho menor al estndar del mercado.

ESQUEMA ELECTRICO

FIGURA 1. ESQUEMA ELECTRICO DE LA PUNTA LOGICA.

R102.7K

CMOS

U2A

CD4528B

6

7

16

3

45

12

Q

Q

V+

RST

AB

CXRC

J3

1

R12470

C1470pF

R78.2K

R13330K

R14470

TTL

R4330K

-

+

U1BLM3900

2

34

147

D2LED VERDE

R93.3K

PUNTADEPRUEBA

R113.3K

VCCJ11

R2330K

R1527K

C30.001U

GNDJ21

R1330K

PULSO

R53.3K

D11N4148

D4

LED AMARILLO

ALTO

D3

LED ROJO

-

+

U1ALM3900

1

65

147

BAJO

R16330K

R8330K

V+

ALIMENTACIONOBTENIDA DELCIRCUITO BAJO PRUEBA

R6820

+C24.7U

R3470

S1

SW SPDT

LISTADO DE COMPONENTES: R1: 330K R2: 330K R3: 470 R4: 330K R5: 3.3K R6: 820 R7: 8.2K R8: 330K R9: 3.3K R10: 2.7K R11: 3.3K R12: 470 R13: 330K

R14: 470 R15: 27K R16: 330K C1: 470 pF C2: 4.7UF C3: 0.001UF D1: 1N4148 D2: LED VERDE D3: LED ROJO D4: LED AMARILLO U1: LM3900 U2: CD4528 S1: INTERRUPTOR SPST CI002: CIRCUITO IMPRESO PP: PUNTA DE PRUEBA

En la figura 1 se muestra el esquema elctrico de la punta lgica. El sistema consiste bsica-mente de un comparador de ventana y un mo-noestable redisparable para la sealizacin de los trenes de pulso. La tensin de alimentacin VCC o VDD se obtiene directamente del cir-cuito bajo prueba. La seal a medir se inyecta a la punta lgica a travs de una red de alta impedancia formada por C1 y R7. El diodo D1 protege los circuitos integrados que forman el sistema contra inversiones de polaridad que puedan daarlos. Si se invierte por error la po-laridad de alimentacin de la punta D1 se blo-quea y los integrados U1 y U2 no reciben ten-sin de alimentacin. Un comparador de ventana es hecho con U1A y U1B, 2 de los operacionales contenidos en la pastilla de U1 el cual es un amplificador Nor-ton LM3900 as como sus componentes aso-ciados. Este comparador detecta los niveles lgicos alto y bajo. El circuito recibe una seal de entrada VENT y compara su nivel de volta-je contra las seales VH (referencia de voltaje alto) y VL ( referencia para el voltaje bajo). Cuando se presenta la condicin donde 0V VENT VL la salida de U1B se hace alta y el LED ROJO (D3) se enciende indicando la presencia de un nivel lgico BAJO. De igual forma cuando la condicin VH VENT VCC (VDD) la salida de U1A se coloca en alto enciendo el LED VERDE (D2) indicando. un nivel alto. Para voltajes no definidos los LEDS ROJO y VERDE permanecen apagados. La seal de entrada VENT proviene del circuito bajo prueba y las seales VH y VL de referencia de comparacin para el comparador de ventana de la red divisora de tensin formada por R5, R6, R9, R10 y R11. En la fig 2 se observa en detalle la red divisora de tensin tanto para TTL como para CMOS. Las resistencias R2, R4, R8 y R13 previene oscilaciones indeseables en el sistema.

El interruptor S1 permite establecer los valo-res de voltaje de comparacin para ambas tecnologas (TTL y CMOS). Con S1 en la posicin TTL los voltajes de referencia para VH y VL son 2.27V y 0.79V respectivamen-te . Si S1 se encuentra en la posicin CMOS , y

tomando como ejemplo una tensin VDD de alimentacin de 10V, Los voltajes VH y VL son 6.92V y 3.08V. Ambos valores obteni-dos tanto para TTL como para CMOS se en-cuentran bastante cercanos a los valores te-ricos nominales de cada tecnologa para los niveles bajo y alto, pudiendo considerarse estos como unas referencias de comparacin bastante exactas.

FIGURA2, RED DIVISORA DE TENSION PARA TTL Y CMOS

VL=0.79V

R113.3K

VH=6.92V

S1= ONVDD

R93.3K

TTL S1= OFF(+5V)

R113.3K

R93.3K

R6820

VCC

VL=3.08V

R53.3K

CMOS

R102.7K

VH=2.27V

R6820

R53.3K

(+10V)

A medida que se vayan montando cada uno de los componentes es necesario ir soldando y cortando los excesos de los elementos. De-be tenerse cuidado de realizar una buena sol-dadura y no crear cortocircuitos entre pista o elementos con estao en exceso. A continua-cin se proceder al montaje y soldadura de los leds indicadores. Estos deben ser montados en la correcta pola-ridad . En el dibujo sobre el circuito impreso se observa que estos poseen un pequea parte plana correspondiente al ctodo. Se deben montar haciendo coincidir este lado con el dibujo Para finalizar se debe montar el interruptor S1 . Los cables de la punta son negros y rojo. En uno de los extremos se de-ben montar los caimanes haciendo coincidir el color del cable con el del caimn. el otro extremo del cable se conecta a la tarjeta de circuito impreso utilizando el rojo para VCC y el negro para GND o tierra del sistema. Es-tos pequeos caimanes son los que se utili-zarn para conectar la punta lgica al circuito de prueba para obtener de el la alimentacin necesaria para su funcionamiento. Con todos los componentes soldados en su lugar se recomienda realizar una nueva ins-peccin para verificar que todos los elemen-tos fueron correctamente instalados y solda-dos y no existan cortocircuitos entre pistas cercanas o pines de componentes que puedan afectar el correcto funcionamiento del dispo-sitivo.

El detector de pulsos esta formado por un mo-noestable CD4528 el cual al detectar un flanco de subida en su entrada genera una seal de salida de aproximadamente 400mseg y esta se continua generando mientras existan cambios en su entrada. Este pulso de salida hace que el LED AMARILLO parpadee o encienda.

REALIZACION PRACTICA

En la figura 3 se muestra la tarjeta de circuito impreso donde se observa claramente la ubica-cin de cada uno de los componentes que sern montados y soldados en ella. Inicialmente se deben montar todas las resis-tencias teniendo especial cuidado en montar en cada lugar la resistencia correcta dependiendo su valor . Una vez hecho esto se monta el dio-do D1. Este posee una pequea raya que indica la posicin del ctodo. Esta se debe hacer co-incidir con la mostrada en el dibujo sobre el circuito impreso. A continuacin se montan las bases de 14 y 16 pines respetando su orienta-cin segn el dibujo, en las cuales sern inser-tados U1 y U2 respectivamente. Se deben montar los condensadores C1,C2 y C3 teniendo especial cuidado con C2 ya que este es polarizado. Se debe hacer coincidir el Terminal positivo de este con el pad cuadrado de la tarjeta impresa que es el terminal positi-vo. Los condensadores C1 y C3 no son polari-zados por lo tanto no importa el sentido como sean montados.

FIGURA 3. DISTRIBUCION DE COMPONENTES EN LA TARJETA DE CIRCUITO IMPRESO

+

PRUEBA Y OPERACION Una vez ensamblada la punta lgica no requie-re de ninguna calibracin ni ajuste. Para su uso se debe proceder de la siguiente manera: Coloque el caimn del cable rojo (+) al termi-nal positivo de la fuente de alimentacin y el caimn negro a tierra del circuito. Si el voltaje de operacin es superior a los 5 voltios el selector debe estar colocado en la posicin correspondiente a CMOS, por el contrario si el voltaje de alimentacin es de 5 voltios el interruptor S1 debe estar en TTL( ver fig. 4). A continuacin se muestra una tabla represen-tativa del funcionamiento de los led de la pun-ta lgica en funcin de las caractersticas de las seales de entrada.

Con el terminal de prueba (punta) toque el terminal de alimentacin (+V) y debe encender el led verde, al tocar el terminal correspondiente a la tierra del circuito encender el led rojo. FIGURA 4. INTERRUPTOR SI DE SELECCION DE VOLTAJE DE FUNCIONAMIENTO En la presencia de una seal de pulsos el led rojo y el led verde encienden alternadamente as como el led amarillo enciende de manera intermitente.

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LED ROJO

LED VERDE

LED AMARILLO

CONDICION

NIVEL BAJO

NIVEL ALTO

PULSOS SIMETRICOS

PULSOS ACTIVOS

BAJOS

PULSOS ACTIVOS

ALTOS

PULSOS BAJA

FRECUENCIA

CIRCUITO ABIERTO

LED ENCENDIDO

LED APAGADO

LED INTERMITENTE

CODIGOS DEL KIT KIT COMPLETO ....HT002 CIRCUITO IMPRESO .CI002

CMOS

TTL