Funktion

Mit diesem einfachen Meßgerät kann man sehr schnell digitalen Schaltungen auf den Zahn fühlen. Der logische Pegel eines Pins wird durch eine LED signalisiert. Eine weitere LED signalisiert offene Eingänge bzw. Tristate Ausgänge, wie sie bei Bussen vorkommen. Warum sind offene Eingänge so problematisch? Vor allem bei CMOS Schaltungen dürfen Eingänge NIE offen gelassen werden, da auf grund des extrem hohen Eingangswiderstandes der Signalpegel am Eingang "in der Luft hängt" und beliebige Werte annehmen kann. Dadurch kommt es zu ungewollten Pegelwechseln. Außerdem können so Störsignale sehr gut einkoppeln. Man erhält sozusagen einen digitalen Zufallsgenerator oder Störpegelmesser. Bei TTL Schaltungen kann man Eingänge offen lassen, da hier auf grund der inneren Schaltungsstruktur sich ein HIGH-Pegel einstellt. Dennoch sind solche offenen Eingänge sehr empfindlich gegen äußere Störquellen und sollten auch hier immer auf einen festen Pegel gelegt werden.
Die wichtigste Eigenschaft ist jedoch die Sichtbarmachung sehr kurzer Impulse. Wer kann schon einen 30ns Impuls mit bloßem Auge sehen. Selbst mit einem analogen Oszilloskop können einzelne kurze Impulse nicht dargestellt werden. Der hier beschriebene Logiktester detektiert Pulse die größer als ca. 30ns sind (nach letzten Messungen) und verlängert diese auf ca 0.1s. Damit werden sie sichtbar.

Schaltung

Die Schaltung besteht aus drei 74HC02, das sind je 4 NOR Gatter in einem Chip. Der vordere Teil der Schaltung ist zur Erkennung eines offenen Eingangs, der hintere realisiert die Impulsverlängerung. Den Schaltplan gibts hier.

Aufbau

Die drei Chips finden auf einem Streifen Lochrasterplatine Platz und sind mit Klingeldraht verkabelt. Teilweise wurden SMD Widerstände eingesetzt, normale funktionieren natürlich auch.

Man erkennt die beiden LEDs mit Vorwiderständen. Als Tastspitze dient eine große Nadel.

Ansicht von oben

Ein kleines Kabelverhau.

Ansicht von unten

Als Gehäuse dient ein Zigarrenröhrchen. Doch auch Nichtraucher (wie ich) können diese Schaltung nachbauen ;-)

Der fertige Aufbau

Betrieb

Die Spannungsversorgung erfolgt direkt aus der zu untersuchenden Schaltung. Einfach an Masse und Versorgungsspannung anklemmen und los gehts. Die Betriebsspannung muß zwischen 2-6V liegen, es können sowohl 5V als auch 3.3V Systeme getestet werden. Jetzt sollte die rote LED leuchten, schließlich hängt unsere Tastspitze noch in der Luft. Wenn wir jetzt auf ein Pin mit festem Pegel gehen verlischt die rote LED und die grüne zeigt den Pegel an. Langsamen Pegeländerungen (<5Hz) folgt die grüne LED noch normal. Wenn die Pegelwechsel aber schneller werden, würden sie ab ca 60-70Hz  soweit verflimmern, daß man nur ein gleichmäßiges Leuchten der LED wahrnimmt und annehmen würde der Pegel des Pins sei konstant. Außerdem wäre die Helligkeit der LED vom Tastverhältnis des Signals abhängig.
Hier kommt nun die Verzögerungslogik ins Spiel. Sie verwandelt schnelle Pulse in langsame (ca. 100ms). Blinkt nun die grüne LED, findet auf der Leitung ein schneller Pegelwechsel statt (Takt, Datenleitung usw.) Auch sehr schnelle Einzelimpulse (>30ns) werden angezeigt.