CN103344908A - 四状态电平测试器 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种四状态电平测试器，其特征包括：5V直流电源、电平信号限幅电路、基准电压电路、高电平显示电路、低电平显示电路、高阻状态识别电路、高阻状态显示电路，所述的电压比较器IC1选用集成电路的型号为LM339。四状态电平测试器在一些大型联机柜架、工控设备之间进行，可以非常方便地完成万用表无法完成的工作，可代替示波器完成一部分检测工作，而且具有万用表、示波器所无法比拟的灵巧方便的特点。尤其是逻辑状态显示直观、清晰明确，根据发光二极管LED的指示，可以非常直观、实时地显示出电路被测点是高电平还是低电平，是否是脉冲电平，脉冲性质是正还是负。

Description

四状态电平测试器
技术领域 
本发明属于电子测试技术领域，涉及一种四状态电平测试器。
背景技术
很多电子产品在研制和开发过程中，电路硬件部分的调试工作占有很大比重。随着电子产品的功能越来越智能化，电路设计也越来越复杂，尤其是使用单片机等数字电路的应用更是随处可见。技术人员在对数字电路的H、L瞬时跳变电平、高阻态、数字脉冲的监测与调试，就需要用示波器、信号发生器、频率计、逻辑测试仪等仪表仪器配合，才能适时掌握电路关键点的信号瞬间状态变化。这些问题在实验室里很容易解决，但在工程安装、调试以及维护等现场，这些测量仪器的搬运、摆放和使用等就是一个问题。即便这些仪器有专门技术人员操作，使用起来也是一件很麻烦的事情。
那么，有没有一种能满足这种需要的、简单实用的测试工具呢？而且能够满足制作简单、便于携带、使用方便的要求。这就是本发明所述的一种电平测试工具：四状态电平测试器。
四状态电平测试器是检测数字电路中各关键点逻辑状态的一种常用工具，数字电路中的逻辑状态一般分为：高电平“1”、低电平“0”，高阻抗（即悬空状态）和脉冲（即不间断产生高、低变化）4种状态。
制作四状态电平测试器的电路有很多，考虑到制作方便、成本低廉等因素，本发明用一枚普通的LM339，外围使用一些常用的阻容元件、开关二极管、发光二极管等。
四状态电平测试器在一些大型联机柜架、工控设备之间进行，可以非常方便地完成万用表无法完成的工作，可以代替示波器完成一部分检测工作，而且具有万用表、示波器所无法比拟的灵巧方便的特点。尤其是逻辑状态显示直观、清晰明确，根据发光二极管LED的指示，可以非常直观、实时地显示出电路被测点是高电平还是低电平，是否是脉冲电平，脉冲性质是正还是负。
以下详细说明本发明所述的四状态电平测试器在实施过程中所涉及的有关技术内容。
发明内容
发明目的及有益效果：随着电子产品的功能越来越智能化，其电路设计也越来越复杂，尤其是使用单片机等数字电路的应用更是随处可见。技术人员在对数字电路的H、L瞬时跳变电平、高阻态、数字脉冲的监测与调试，就需要有示波器、信号发生器、频率计、逻辑测试仪等仪表仪器配合，才能适时掌握电路关键点的信号瞬间状态变化。制作四状态电平测试器的电路有很多，考虑到制作方便、成本低廉等因素，本发明用一枚普通的LM339，外围使用一些常用的阻容元件、开关二极管、发光二极管等。
四状态电平测试器在一些大型联机柜架、工控设备之间进行，可以非常方便地完成万用表无法完成的工作，可以代替示波器完成一部分检测工作，而且具有万用表、示波器所无法比拟的灵巧方便的特点。尤其是逻辑状态显示直观、清晰明确，根据发光二极管LED的指示，可以非常直观、实时地显示出电路被测点是高电平还是低电平，是否是脉冲电平，脉冲性质是正还是负。
电路工作原理：本发明所述的四状态电平测试器用一枚普通的LM339，外围使用一些常用的阻容元件、开关二极管、发光二极管等。本发明对于数字电路逻辑状态的测试结果使用3只不同颜色的发光二极管LED进行实时显示，发光二极管LED的颜色与四状态电平测试器测试的逻辑状态对应关系为：红色表示高电平“1”，绿色表示低电平“0”，黄色表示“高阻抗”，红、绿交替发光表示脉冲状态。根据发光二极管LED的指示，可以非常直观、实时地显示出电路被测点是高电平还是低电平，是否是脉冲电平，脉冲的性质是正还是负。
技术方案：四状态电平测试器，它包括5V直流电源、电平信号限幅电路、基准电压电路、高电平显示电路、低电平显示电路、高阻状态识别电路、高阻状态显示电路，其特征在于：
电平信号限幅电路：它由检测探针TS、电阻R0、开关二极管D1和电阻R1、开关二极管D2和电阻R2组成，检测探针TS通过电阻R0接开关二极管D1的正极和电阻R1的一端及开关二极管D2的负极和电阻R2的一端以及电压比较器IC1的第6脚与第9脚，开关二极管D1的负极和电阻R1的另一端接电路正极VCC，开关二极管D2的正极和电阻R2的另一端接电路地GND；
电路中电压比较器IC1选用集成电路的型号为LM339；
基准电压电路：它由电阻R3、电阻R4和电阻R5组成，电阻R3的一端接电路正极VCC，电压比较器IC1的第7脚接电阻R3的另一端和电阻R4的一端，电压比较器IC1的第8脚接电阻R4的另一端和电阻R5的一端，电阻R5的另一端接电路地GND；
高电平显示电路：电压比较器IC1的第3脚接电路正极VCC，电压比较器IC1的第1脚通过电阻R6接发光二极管LED1的负极，发光二极管LED1的正极接电路正极VCC；
低电平显示电路：电压比较器IC1的第12脚接电路地GND，电压比较器IC1的第14脚通过电阻R7接发光二极管LED2的负极，发光二极管LED2的正极接电路正极VCC；
高阻状态识别电路：它由开关二极管D3、开关二极管D4和电阻R8组成，电压比较器IC1的第1脚接开关二极管D3的负极，电压比较器IC1的第14脚接开关二极管D4的负极，开关二极管D3的正极和开关二极管D4的正极通过电阻R8接电路正极VCC；
高阻状态显示电路：电压比较器IC1的第4脚接开关二极管D3的正极和开关二极管D4的正极，电压比较器IC1的第5脚接电阻R9的一端和电阻R10的一端，电阻R9的另一端接电路正极VCC，电阻R10的另一端接电路地GND，电压比较器IC1的第2脚通过电阻R11接发光二极管LED3的负极，发光二极管LED3的正极接电路正极VCC；
5V直流电源正极与电路正极VCC相连，5V直流电源负极与电路地GND相连。
附图说明
附图1是本发明提供的四状态电平测试器一个实施例电路工作原理图。
具体实施方式
按照附图1所示的四状态电平测试器电路工作原理图和附图说明，并按照发明内容所述的各部分电路中元器件之间连接关系，以及实施方式中所述的元器件技术参数要求和电路制作要点进行实施即可实现本发明，以下结合实施例对本发明的相关技术作进一步的描述。
元器件的选择及其技术参数
元件编号haoHAO号 元 器 件 名 称 型号或技术指标 数 量 备  注
IC1 电压比较器 LM339、封装规范DIP 1只 双列直插式
D1～D4 开关二极管 1N4148 4只 玻璃钝化
R0 金属膜电阻 1/8W、4.7 KΩ 1只
R1、R8、R9、R10 金属膜电阻 1/8W、100KΩ 4只
R2 金属膜电阻 1/8W、560KΩ 1只
R3 金属膜电阻 1/8W、27KΩ 1只
R4 金属膜电阻 1/8W、18KΩ 1只
R5 金属膜电阻 1/8W、5.6KΩ 1只
R6、R7、R11 金属膜电阻 1/8W 、680Ω 3只
LED1～LED3 发光二极管 红色、绿色、黄色 各1只 直径为￠5mm
IC1为电压比较器，选用的型号为LM339，LM339集成电路内部有4个相互独立的电压比较器，本实施例使用电压比较器IC1其中的3个电压比较器；
LED1～LED3为发光二极管，选用￠5mm红色、绿色和黄色发光二极管；
DC为电池组，直流电压的范围是4.5～6V。
电路制作要点、电路调试及使用方法
因四状态电平测试器的电路结构比较简单，一般情况下只要选用的电子元器件性能完好，并按照说明书附图1中的元器件连接关系进行焊接，物理连接线及焊接质量经过仔细检查正确无误后，本发明的电路基本不需要进行任何调试，四状态电平测试器的电路即可正常工作；
可以将四状态电平测试器外观设计制作成一只记录笔大小样式；
在电路测量时，当四状态电平测试器的红灯点亮时，则可表明电路中被测点为高电平“H”，若绿灯点亮，则表明电路中被测点为低电平“L”，若红、绿灯交替点亮，则表明电路中被测点输出的是脉冲电平，如果发光二极管LED点亮的顺序是先绿后红，则表明被测点输出的是负脉冲，如果发光二极管LED点亮的顺序是先红后绿，则被测点输出的是正脉冲，四状态电平测试器接通电源后，黄灯即被点亮，在电路测量时，如果黄灯也被点亮，则表明电路被测点呈高阻状态。

Claims (1)

1.一种四状态电平测试器，它包括5V直流电源、电平信号限幅电路、基准电压电路、高电平显示电路、低电平显示电路、高阻状态识别电路、高阻状态显示电路，其特征在于：
所述的电平信号限幅电路由检测探针TS、电阻R0、开关二极管D1和电阻R1、开关二极管D2和电阻R2组成，检测探针TS通过电阻R0接开关二极管D1的正极和电阻R1的一端及开关二极管D2的负极和电阻R2的一端以及电压比较器IC1的第6脚与第9脚，开关二极管D1的负极和电阻R1的另一端接电路正极VCC，开关二极管D2的正极和电阻R2的另一端接电路地GND；
所述的电压比较器IC1选用集成电路的型号为LM339；
所述的基准电压电路由电阻R3、电阻R4和电阻R5组成，电阻R3的一端接电路正极VCC，电压比较器IC1的第7脚接电阻R3的另一端和电阻R4的一端，电压比较器IC1的第8脚接电阻R4的另一端和电阻R5的一端，电阻R5的另一端接电路地GND；
所述的高电平显示电路，电压比较器IC1的第3脚接电路正极VCC，电压比较器IC1的第1脚通过电阻R6接发光二极管LED1的负极，发光二极管LED1的正极接电路正极VCC；
所述的低电平显示电路，电压比较器IC1的第12脚接电路地GND，电压比较器IC1的第14脚通过电阻R7接发光二极管LED2的负极，发光二极管LED2的正极接电路正极VCC；
所述的高阻状态识别电路由开关二极管D3、开关二极管D4和电阻R8组成，电压比较器IC1的第1脚接开关二极管D3的负极，电压比较器IC1的第14脚接开关二极管D4的负极，开关二极管D3的正极和开关二极管D4的正极通过电阻R8接电路正极VCC；
所述的高阻状态显示电路，电压比较器IC1的第4脚接开关二极管D3的正极和开关二极管D4的正极，电压比较器IC1的第5脚接电阻R9的一端和电阻R10的一端，电阻R9的另一端接电路正极VCC，电阻R10的另一端接电路地GND，电压比较器IC1的第2脚通过电阻R11接发光二极管LED3的负极，发光二极管LED3的正极接电路正极VCC；
所述的5V直流电源正极与电路正极VCC相连，5V直流电源负极与电路地GND相连。
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