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


附圖1是邏輯筆的結構示意圖，用來說明本實用新型的主體結構和工作原理。
附圖2是本實用新型的一種內部結構部分電路剖析圖，用來說明本實用新型的一個實施例。
以下結合附圖對本實用新型作詳細描述。參見圖1，本實用新型的邏輯筆由邏輯測試輸入電路(1)、邏輯電平基準器(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)、邏輯脈沖發生時鐘振蕩器(9)、邏輯脈沖發生時鐘LED指示器(10)、邏輯脈沖發生與輸出電路(11)等十一個部分組成。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)、邏輯脈沖發生時鐘振蕩器(9)由含于一個集成電路內的四個電壓比較器或運算放大器各自為主構成，從而大大簡化了電路。這個集成電路所用電源電壓范圍可以很大，能適應各種邏輯電路的電壓要求。本實用新型的工作原理和功能敘述如下邏輯電平基準器(2)產生邏輯高基準電平和邏輯低基準電平，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)將來自邏輯測試輸入電路(1)的被測電平與邏輯高基準電平比較，當該被測電平高于邏輯高基準電平時，邏輯高電平鑒別器(3)的輸出狀態翻轉，使邏輯高電平LED指示器(5)開始發光，同時控制音頻振蕩器(7)按較高頻率開始振蕩，并推動音響指示器發出高音；否則，邏輯高電平LED指示器(5)不發光且音響指示器(8)不發音(當被測電平介于邏輯高基準電平和邏輯低基準電平之間時)或發低音(當被測電平低于邏輯低基準電平時)。同理，邏輯低電平鑒別器(4)將來自邏輯測試輸入電路(1)的被測電平與邏輯低基準電平比較，當該被測電平低于邏輯低基準電平時，邏輯低電平鑒別器(4)的輸出狀態翻轉，使邏輯低電平LED指示器(6)開始發光，同時控制音頻振蕩器(7)按較低頻率開始振蕩，并推動音響指示器(8)發出低音；否則，邏輯低電平LED指示器(6)不發光且音響指示器(8)不發音或發低音。當來自邏輯測試輸入電路(1)的被測電平處于邏輯高基準電平和邏輯低基準電平之間(即所謂未定義電平)時，邏輯高電平LED指示器(5)、邏輯低電平LED指示器(6)均不發光，并且音響指示器(8)也不發音。邏輯測試輸入電路(1)的作用是當邏輯測試探頭(15)開路時給后級提供一個未定義電平(如測TTL電路時可設定為1.4V)，從而使邏輯高電平指示器(5)、邏輯低電平LED指示器(6)均不發光，并且音響指示器(8)也不發音；而當邏輯測試探頭(15)未開路時，則將輸入被測電平原樣傳給后級。以上說明了輸入靜態邏輯高電平、邏輯低電平、未定義電平或開路，以及脈寬在秒數量級以上的邏輯脈沖時眼睛看到的聲光指示情況。當輸入為頻率較高的占空比不大的邏輯脈沖時，邏輯高電平LED指示器(5)和邏輯低電平LED指示器(6)高速交替發光，給人的感覺將是這兩個LED同時發光，兩者的亮度差別則表明了脈沖占空比的大小；而音響指示器(8)則發出一種混雜聲音，根據音色也可判斷脈沖占空比的大小。當輸入為邏輯窄脈沖(占空比很大，窄脈寬小于0.1秒)時，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)對于窄脈沖的指示；但人耳卻能覺察到音響指示器(8)對于窄脈沖的指示，音響指示器(8)將會在代表邏輯窄脈沖基底的高音或低音上按窄脈沖的出現時刻發出“嗒”的聲音。于是就可以通過音響指示器(8)來檢測邏輯窄脈沖，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)等有關電路，以降低成本、簡化電路。此外，對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)是無法區分其頻率范圍的，但通過音響指示器(8)所發出的基音音調卻能夠大致區分脈沖頻率是小于20Hz、20～20000Hz、還是大于20000Hz；對于20～20000Hz的邏輯脈沖，還能夠更精確地判斷其頻率范圍。以上所述是邏輯測試部分的工作原理和功能，以下說明邏輯脈沖發生部分的工作原理和功能。邏輯脈沖發生時鐘振蕩器(9)產生一個周期大于1秒的自激振蕩，其輸出一方面推動邏輯脈沖發生時鐘LED指示器(10)一亮一暗地閃爍，另一方面又送到邏輯脈沖發生與輸出電路(11)，經微分窄脈沖形成電路，在時鐘的一個邊沿，產生一個到電源正極的拉高電位窄脈沖；在時鐘的另一個邊沿，又產生一個到電源負極的拉低電位窄脈沖；在時鐘的平穩期，輸出呈高阻狀態。這樣，邏輯脈沖發生探頭(16)發出脈沖的時刻由邏輯脈沖發生時鐘LED指示器(10)的亮或暗的跳變時刻確定，而脈沖發生的極性由跳變的方向確定。由于邏輯脈沖發生的間隔比較長且輸出平時處于高阻狀態，從而可以省略單次邏輯脈沖時鐘發生振蕩器(14)；當需要單次邏輯脈沖輸出時，一般可在輸出高阻期間將邏輯脈沖發生探頭(16)接入被檢測電路，注入一個有效脈沖后立即移開邏輯脈沖發生探頭(16)，于是完成了一個單次邏輯脈沖的注入。這樣設計可以減少開關按鈕數目，也簡化了電路。
本實用新型的邏輯筆同已有的同類產品比較，具有下列優點1、邏輯電路通用性強。除ECL電路外，適用于DTL、TTL、HTLPMOS、NMOS、CMOS等幾乎所有邏輯電路。
2、邏輯測試筆與邏輯脈沖發生筆組合在一起，兩者配合使用非常方便，外接線和開關也較少。
3、同時具有聲光指示，大大加快了測試速度，提高了工作效率。
4、檢測功能豐富齊全。除能測邏輯高電平、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)、邏輯窄脈沖和能發出強力邏輯窄脈沖外，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出20Hz～20000Hz范圍內的邏輯脈沖的頻率范圍。
5、電路簡單，成本低。整個電路只含有一個集成電路和少量分立元件，約90個焊點。線路可靠，一致性好，不需調整，便于生產。
實施例如圖2所示。邏輯測試輸入電路(1)、邏輯電平基準器(2)采用電阻分壓網絡構成，使整個電路的電路電壓范圍很寬，一個集成電路內的四個電壓比較器或運算放大器分別用于構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)、邏輯脈沖發生時鐘振蕩器(9)。前二個電壓比較器或運算放大器各自接成電壓比較器的形式，后兩個電壓比較器或運算放大器各自接成自激多諧振蕩器的形式。音頻振蕩器(7)內部的二個決定振蕩頻率的定時電容(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)構成。邏輯脈沖發生與輸出電路(11)，由一個PNP型三極管(26)，一個NPN型三極管(27)為主構成，二個電容(22)、(23)分別接到邏輯脈沖發生時鐘振蕩器(9)，二個電阻(24)、(25)跨接于三極管(26)、(27)各自的b－e極之間。邏輯脈沖發生時鐘的下跳沿經電容(22)、三極管(26)發射結電阻的微分產生一窄電流脈沖，導致三極管(26)飽和導通一個窄脈寬時間，將邏輯脈沖發生探頭(16)的電位上拉到近于電源正極；同理，時鐘的上跳沿經電容(23)、三極管(27)發射結電阻的微分產生一窄脈沖電流，導致三極管(27)飽和導通一窄脈沖時間，將邏輯脈沖發生探頭(16)的電位拉低到近于電源負極。電阻(24)、(25)分別為電容(22)、(23)放電，以免電容上電荷積累擁塞。邏輯電平基準器(2)內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)、邏輯脈沖發生時鐘LED指示器(10)內的LED為普通發光二極管，正常工作電流以10mA為宜。電源線正負極(17)、(18)可分別用紅、黑色魚咬夾制成，邏輯測試探頭(15)用鍍銀探針制成，邏輯脈沖發生探頭(16)用帶長引線的鍍銀探針或探勾制成。邏輯測試探頭(15)和邏輯脈沖發生探頭(16)最好做成可拆卸式，以便人們按需要選用。
權利要求1.一種邏輯筆，包括邏輯測試輸入電路(1)、邏輯電平基準器(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)、邏輯脈沖發生時鐘振蕩器(9)、邏輯脈沖發生時鐘LED指示器(10)、邏輯脈沖發生與輸出電路(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)、邏輯脈沖發生時鐘振蕩器(9)各自以一個電壓比較器或運算放大器為主構成，所述電壓比較器或運算放大器含于一個集成電路內。
2.如權利要求1所述的邏輯筆，其特征在于所述的用于構成邏輯高電平鑒別器(3)和邏輯低電平鑒別器(4)的二個電壓比較器具有開路輸出結構。
3.如權利要求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)為主構成。
5.如權利要求1所述的邏輯筆，其特征在于所述的邏輯脈沖發生與輸出電路(11)，由一個PNP型三極管(26)和一個NPN型三極管(27)為主構成。
6.如權利要求5所述的邏輯脈沖發生與輸出電路(11)，其特征在于二個三極管(26)、(27)各有一個電阻(24)、(25)跨接于各自的b－e極之間。
7.如權利要求5或6所述邏輯脈沖發生與輸出電路(11)，其特征在于有二個電容(22)、(23)分別接到邏輯脈沖發生時鐘振蕩器(9)。
專利摘要本實用新型涉及一種邏輯筆。它除了含有邏輯測試輸入電路、邏輯電平基準器、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、邏輯脈沖發生時鐘振蕩器、邏輯脈沖發生時鐘LED指示器、邏輯脈沖發生與輸出電路。其中，邏輯高電平鑒別器、邏輯低電平鑒別器、音頻振蕩器、邏輯脈沖發生時鐘振蕩器由一個集成電路內的四個電壓比較器或運算放大器各自為主構成。
文檔編號G01R31/28GK2039029SQ8821442
公開日1989年6月7日 申請日期1988年9月29日 優先權日1988年9月29日
發明者鄧小衛 申請人:鄧小衛