用逻辑门电路组成的电平测试器

在数字集成电路系列中，逻辑门集成电路占有很大比例。利用门电路组成电平测试器．测试结果非常准确，并且电路结构简单。下图使用含有施密特触发器的二输入端四与非门CD4093和共阳极LED数码管LA3621组成的测试器电路，将四个与非门的两个输入端连在一起接成反相器，其中A检测商电平，B、C检测低电平，D检测CP时钟脉冲。Cl、VD1、C2用于时钟脉冲取样，VD2、VD3为隔离二极管，R1、R2、R3为发光笔段分组限流电阻，VDD、GND分别与被测电路的正电源和地端相连。如探针T触及高电平点，经A反相后(11)脚输出低电平，VD2导通，数码管b、c笔段发光，显示“l”，代表高电平。T输入的高电平经B、C两次反相，⑩脚输出高电平，8、d、e、f笔段反偏不会发光。同时，由于C1的隔直作用，信号不会传给D，故g笔段也不发光。如T检测到低电平，A反相后(11)脚为高电平，VD2截止。同时信号不会通过Cl，g笔段不会发光。而低电平经B、C反相后，⑩脚输出低电平，VD3导通，a～e笔段均发光，显示“0”，代表低电平。如T检测到时钟脉冲，相当于高、低电平交替输入，数码管轮流显示“l”和“0”，因时钟脉冲频率较高，两种字符合起来显示“0”。与此同时，时钟信号通过Cl后，由VD1整流和C2滤波产生高电平信号，经D反相后③脚输出低电平，g笔段发光，与前述离、低电平合起来显示的“0”重叠在一起，显示“8”字形，代表CP时钟脉冲。

下图是使用内含施密特触发器的六非门CD40106（反相器）和共阴极数码管LC3011组成的测试器电路，其工作原理与图1基本相同。将共用发光笔段e、f，经限流电阻R3接正电源VDD，省去两只隔离二极管，只要接通电源，e、f笔段就发光。将B、C、D三个反相器并联，可增加输出驱动能力。如1检测到高电平，B、C、D的④、⑥、⑩脚为高电平，b、c、g笔段发光，与常亮的e、滗段合起来显示“H”，代表高电平。如1检测到低电平，E(12)脚为高电平，d笔段发光，与常亮的e、f笔段合为“L”，代表低电平。如1检测到时钟脉冲，则F的②脚为高电平，a笔段发光，与交替发光的“H”、“L”字形复为“8”字形，代表时钟脉冲。

分析与小结

(1)由于TTL或CMOS门电路具有确定的高、低电平输入阈值电压，因此．采用门电路设计的电平测试电路（TTL逻辑选用TTL门电路．CMOS逻辑选用CMOS门电路），不需要另外调整或设置高、低电平阐值，测量结果非常准确。

(2)采用含有施密特触发器的门电路，具有对输入信号整形作用，使输出信号的上升沿或下降沿陡直。

(3)将多余的门并接起来使用，可增加输出电流，提高负载驱动能力。

(4)使用电容C1对时钟信号取样，可以对高、低直流电平信号进行有效隔离，制作起来也比用脉冲变压器取样的方法简单。