2.3. Назначение, состав и органы управления наладочного стенда нс-2

В данной и последующих работах для монтажа и исследования функциональных узлов средств вычислительной техники будет использоваться наладочный стенд НС-2, позволяющий без пайки, путем коммутации гнезд специальными проводниками со штырьками обеспечить питание исследуемого узла необходимыми напряжениями, контроль состояния входных цепей, формирование тестовых сигналов и их подачу на входы узла, индикацию выходных и промежуточных сигналов.

Настольный стенд НС-2 предназначен для наладки плат (субблоков) ЭВМ, устройств ЧПУ и управляющих систем роботов, а также для проверки работоспособ­ности цифровых микросхем. Структурная схема стенда НС-2 показана на рис. 1.1. В состав стенда входят источники питания, генератор синусоидального сигнала, формирователь прямоугольных импульсов регулируемой скважности, генератор одиноч­ного прямоугольного импульсного сигнала, устройство обнаружения коротких импульсов, узел выдачи уровней "лог.0" и "лог.1", устройство индикации логических уровней и коротких импульсов, узел измерения токов и напряжений, пульт управления с органами управления и индикации (верхняя часть лицевой панели пульта), рабочая панель с коммутационными полями, разъемами для установки проверяемых плат и колодкой (контактирующим устройством – КУ) для установки микросхем (нижняя часть лицевой панели). Общий вид рабочей панели приведен на рис. 1.2.

Питание стенда осуществляется от однофазной сети переменного тока напряжением 220 В, на правой боковине установлена розетка 220 В для питания дополнительной аппаратуры (осциллографа, паяльника). Включение питания производится тумблером "СЕТЬ" на пульте управления и индикации, расположенном над ра­бочей панелью.

Источники питания выполнены в виде трех компен­сационных стабилизаторов (+5 В, +12 В, –12 В), пита­ющихся от выпрямителей. При включении выключателя ''+5 В" на пульте управления напряжение +5 В подается на клемму ХТ5 и соответствующие гнезда коммутацион­ных полей ХS3 и XS7,а также поступает в цепи питания логических узлов стенда. Источники напряжений +12 В и –12 В соединены последовательно. Напряжения +12 В и –12 В через переключатель "12 В" – "24 В" подаются на клеммы ХТ1 и ХТ2. В положении "12 В" на клемму ХТ1 подается +12 В, на клемму ХТ2 – минус 12 В, а общая точка этих источников заземляется (соединяется с корпусом и клеммами ХТ3, ХТ4). В положении "24 В" общая точка этих источников отключается от "земли", а заземляется вывод, имеющий положительный или отри­цательный потенциал – в зависимости от положения со­седнего переключателя "+24 В" – "–24 В". При этом вывод второго источника получает потенциал 24 В. Та­ким образом, в положении "+24 В" суммарное напряжение (+24 В) подается на клемму ХТ1, клемма ХТ2 за­земляется, в положении "–24 В" клемма ХТ1 заземляет­ся, а на клемму ХТ2 подается напряжение минус 24 В. Внешнее заземление клемм ХТ1 и ХТ2 (соединение с клеммами ХТ3 и ХТ4) недопустимо. От источников +12 В и –12 В питается также генератор синусоидального напряжения. В положении "24 В'' он отключается, синусоидальный сигнал и формирующиеся из него импульсы (см. ниже) не выдаются. Регулировка выходных напря­жений источников не предусмотрена (возможна только подстройка в ходе профилактических работ), стабильность напряжений ±5 %, амплитуда пульсаций в паспорте не указана. Источники оборудованы схемами ограничения потребляемого тока, отрегулированными на 1 А для источника 5 В и на 0,25 А для источников 12 В. Выход на режим ограничения тока (например, в резуль­тате короткого замыкания) связан с интенсивным на­гревом выходного транзистора и возможным выходом его из строя, поэтому студентам рекомендуется перед подачей питания тщательно проверять собранные ими цепи.

Рис. 1.1. Структурная схема лабораторного стенда НС-2

Рис. 1.2. Общий вид рабочей панели стенда НС-2

Генератор синусоидального напряжения стенда выполнен в виде операционного усилителя, умощненного двухтактным транзисторным каскадом и охваченного частотнозависимой положительной ОС (мост Вина) и стабилизирующей отрицательной ОС по амплитуде. Пас­портные значения параметров выдаваемого сигнала: амплитуда – 0...2 В, частота – от 50 герц до 300 килогерц, форма близка к синусоидальной, нагрузочная способность не приводится. Регулировка выходного напряжения выполняется потенциометром ''АМПЛ. ГСН", изменение частоты – переключателем (грубо) и регуля­тором (плавно) "ЧАСТОТА ГТИ-ГСН". Выходной сигнал подается на клемму ХТ6 и соответствующие гнезда ком­мутационных полей XS3 и XS7.

Вырабатываемое генератором синусоидальное на­пряжение используется также для формирования коротких импульсов синхронизации, парафазно выводимых на клеммы ХТ7 и ХТ8 (нагрузочная способность выходов – 30 входов логических элементов серии К155) и для запуска формирователя прямоугольных импульсов регулируемой длительности, названного разработчиками генератором тактовых импульсов (ГТИ). Напряжение ГТИ соответствует стандартным уровням ТТЛ, частота равна частоте синусоидального сигнала и регулируется пере­ключателем и регулятором ''ЧАСТОТА ГТИ-ГСН", а дли­тельность импульсов – переключателем и регулятором "ДЛИТ ГТИ". В положениях переключателя "ЧАСТОТА" 1 МГц и 5 МГц частота и длительность импульсов плав­но не регулируются. Выходной сигнал ГТИ парафазно выведен на соответствующие гнезда коммутационных полей XS3 и XS7. Нагрузочная способность выходов – 30 входов логических элементов серии К155.

Генератор одиночного прямоугольного импульс­ного сигнала собран на логических элементах ТТЛ, его питание осуществляется от источника + 5 В, длительность импульса устанавливается переключателем и ре­гулятором "ДЛИТ ГОИ". Запуск генератора производится кнопкой "ПУСК ГОИ". Выходной сигнал парафазно выве­ден на соответствующие гнезда коммутационных полей XS3 и XS7. Нагрузочная способность выходов – 30 вхо­дов логических элементов серии К155.

Устройство выдачи уровней "лог.0" и "лог.1" представляет собой два последовательно соединенных логических элемента буферной (умощненной) микросхемы К155ЛА6. Входы первого элемента заземлены, а с выхо­дов снимаются соответственно уровни "лог.1" и "лог.0", которые подаются на соответствующие гнезда коммутационных полей ХS3 и ХS7. Нагрузочная способ­ность выходов – 30 входов логических элементов серии К155.

Устройство обнаружения коротких импульсов обес­печивает выявление коротких (длительностью не менее 40 нс) импульсов или пауз и представляет собой дели­тель частоты сигналов на два (триггер К155ТМ2) с защитным стабилитроном на входе и возможностью инвер­тирования входного сигнала. Триггер подключается к входной клемме ХТ11 в положении " " переключателя режимов световой индикации "РЕЖИМ СИ" непосредствен­но, в положении " " – через инвертор. Выходной сиг­нал устройства подается на вход устройства индикации логических уровней.

Устройство световой индикации логических уров­ней и коротких импульсов выполнено на логических элементах, транзисторах КТ315В и индикаторных лампах НСМ-6,3-20. В положении " " («ступенька») переключателя "РЕЖИМ СИ" на индикацию выводится потенциал входной клеммы ХТ11, в положениях " " и " " – состояние триггера обна­ружения коротких импульсов. Для подключения входа устройства к анализируемой точке пульт комплектуется проводником со щупом и штекером, соединяемым с клеммой ХТ11.

Узел измерения токов и напряжений состоит из микроамперметра и расположенного рядом с ним переключателя с добавочными резисторами и шунтами. В по­ложении переключателя "+5 В" вход измерителя подклю­чается к выходу источника +5 В, в остальных положе­ниях измеритель подключается между клеммами ХТ9 и ХТ10 "ВХОД UxJx". Полярность сигнала, подаваемого на ХТ9, должна совпадать с полярностью, указанной у выбранного положения переключателя. Измерение токов происходит только во время нажатия кнопки "ИЗМ ТОКА"

Рабочая панель содержит входные и выходные клеммы, коммутационные поля, разъемы для установки проверяемых плат и контактирующее устройство для установки микросхемы. Набор разъемов обеспечивает одновременную наладку одной или двух плат с исполь­зованием дополнительной микросхемы. Разъемы для установки проверяемых плат, размещенные на рабочей панели, электрически объединены в две группы: XS1-XS2-XS9 и XS4-XS5-XS8.

При этом предусмотрено использование разъемов XS1, XS5, ХS8, ХS9 для установки исследуемых плат, а соединенных с ними разъемов XS2, XS4 и XS5 (если он свободен) для коммутации контактов плат между собой и с кон­тактами коммутационных полей XS5, XS7, а также для наблюдения сигналов с помощью устройства световой индикации, осциллографа и других приборов. Коммутация выполняется проводниками со штырьками, хранящимися под крышкой в нижней части рабочей панели.