Интернет-журнал "Домашняя лаборатория", 2008 №1 - Журнал «Домашняя лаборатория»

При нажатии на кнопку без фиксации SB1 делители DD2, DD3 и счетчик DD4 устанавливаются в нулевое состояние и после отпускания этой кнопки, если кнопка SB2 разомкнута, счет начинается с 1.

Блоки транзисторных ключей могут быть реализованы по самым различным схемам в зависимости от характера коммутируемой нагрузки — номинальных значений напряжения и тока. На рис. 2 показаны некоторые возможные варианты схемного выполнения транзисторных ключей.

Рис. 2. Схемы транзисторного ключа:

а — первый вариант ключа; б — схема мощного ключа; в — схема ключа для коммутации головных телефонов

Транзисторный ключ, схема которого показана на рис. 2,а, рассчитан на ток нагрузки до 1 А, однако в том случае, если выходной транзистор будет снабжен теплоотводом, ток нагрузки может быть увеличен до 3 А. Если вместо транзистора КТ315А использовать КТ315И, номинальное напряжение нагрузки и напряжение питания ключа может быть увеличено до 60 В. Допустим, что вход этого ключа присоединен к выходу 3 дешифратора D6. Когда на входы дешифратора будет подан код, соответствующий десятичному числу 2, на выходе 3 дешифратора окажется низкий потенциал, соответствующий уровню логического 0. Транзистор VT1.1 окажется заперт, а транзистор VT2.1 открыт до насыщения, и нагрузка окажется под током. При смене кода на входе дешифратора на его выходе 3 появится высокий потенциал, соответствующий уровню логической 1. Транзистор VT1.1 откроется, а транзистор VT2.1 закроется. Нагрузка будет выключена. Сопротивление резистора R2.1 подбирается таким, чтобы насытить выходной транзистор в открытом его состоянии. В качестве нагрузки на схеме показана лампа накаливания, но можно использовать и другие потребители.

На рис 2,б показана схема мощного ключа, выходной каскад которого собран на транзисторе П210А. Для использования выходного р-n-р транзистора здесь понадобилось добавить к предыдущей схеме один инвертирующий каскад. При указанных на схеме сопротивлениях резисторов ключ обеспечивает в нагрузке ток 0,6 А. При уменьшении сопротивления резистора R2.2 увеличивается ток базы транзистора VT2.2 при запертом транзисторе VT1.2, уменьшается сопротивление коллектор — эмиттер VT2.2, что приводит к увеличению тока базы выходного транзистора и соответствующему увеличению тока нагрузки. При сопротивлении резистора R2.2, равном 1 кОм, ток нагрузки достигает 1,8 А. Для дальнейшего увеличения тока нагрузки нужно уменьшать сопротивления всех трех резисторов с соответствующим увеличением их мощности рассеяния.

На рис. 2,в показана схема одного из вариантов транзисторного ключа для коммутации головных телефонов. На транзисторе VT2.3 собран однокаскадный усилитель звуковой частоты. Транзистор VT1.3 используется в ключевом режиме. Вход 1 блока подключается к источнику звукового сигнала, а вход 2 — к одному из выходов дешифратора DD6. Когда на выходе дешифратора, к которому подключен блок, потенциал соответствует уровню логического 0, транзистор VT1.3 заперт, на работу схемы не влияет и входной сигнал усиливается усилителем. Когда же на вход 2 поступает потенциал, соответствующий уровню логической 1, транзистор VT1.3 отпирается. При этом выходной транзистор запирается и сигнал на выход не проходит. Если головные телефоны подключены к выходам нескольких блоков транзисторных ключей, входы 2 которых соединены с выходами дешифратора, можно будет поочередно прослушивать звуковые сигналы от разных источников, подключенных ко входам 1 ключей, выбирая тот сигнал, который необходим.

Конструктивно АБПУ может быть выполнено либо в виде отдельного устройства, либо в виде составного модуля какого-либо аппарата, в зависимости от выбранного назначения. Расположение элементов схемы произвольное. Конденсаторы С2-С4 должны быть подключены непосредственно к выводам питания микросхем DD2, DD3 и DD4 для обеспечения помехоустойчивости. Индикатор, кнопки управления и переменный резистор регулировки скорости коммутации целесообразно вывести на переднюю панель. Блоки транзисторных ключей при необходимости могут быть выполнены на отдельных платах и располагаться непосредственно около нагрузок. При этом они соединяются с цифровой частью АБПУ жгутом проводов, длина которого во избежание сбоев не должна превышать 10 м. Если выходные транзисторы ключей необходимо установить на теплоотводах, необходимо либо изолировать корпус транзистора от теплоотвода слюдяной прокладкой (при этом тепло-отвод может быть электрически соединен с общей шиной), либо изолировать теплоотвод от общей шины (при этом транзистор может быть электрически соединен своим корпусом с теплоотводом). В последнем случае обеспечивается лучший отвод тепла.

Налаживание АБПУ начинают с проверки правильности монтажа согласно принципиальной схеме, после чего подключают питание с соблюдением полярности. Блоки транзисторных ключей пока не подключают.

Правильно собранная цифровая часть устройства обычно начинает работать сразу, необходимо лишь с помощью осциллографа убедиться в наличии на выходе 8 элемента DD1 прямоугольных импульсов. В противном случае необходимо подобрать емкость конденсатора С1. Индикатор должен высвечивать периодически сменяющиеся цифры от 0 до 9, скорость переключения которых должна плавно регулироваться переменным резистором R1. При нажатии кнопки «Запись» счет должен прекратиться, а индикатор должен высветить какую-либо цифру. Допустим, что высвечивается цифра 8. Тогда с помощью осциллографа или вольтметра нужно проверить наличие уровня логического 0 на выходе 9 дешифратора DD6 и уровня логической 1 на остальных выходах этого дешифратора. При повторном нажатии на кнопку «Запись» вновь должна начаться поочередная смена цифр на индикаторе. Остановив счет на другой цифре, опять проверяют уровни на выходах дешифратора DD6. Так проверяются все 10 выходов этого дешифратора, причем уровень логического 0 должен быть только на том выходе, который соответствует цифре, высвеченной индикатором. При нажатии кнопки «Сброс» индикатор должен высвечивать цифру 0. После этого несколько раз выключают и вновь включают питание. Генератор должен надежно запускаться, в противном случае следует заново подобрать емкость конденсатора С1.

После налаживания цифровой части АБПУ можно к выходам дешифратора подключить блоки транзисторных ключей с их нагрузками. При налаживании ключей в зависимости от напряжения и тока нагрузки может понадобиться подбор сопротивлений резисторов для получения насыщенного состояния выходного транзистора в открытом состоянии.

Налаживание транзисторного ключа, схема которого показана на рис. 2,в, производится следующим образом. Не подавая на вход 1 сигнал, устанавливают кнопкой «Запись» на входе 2 ключа уровень логического 0 и подбором сопротивления резистора R2.3 добиваются получения напряжения на коллекторе транзистора VT2.3, равного +3 В. Затем подают на вход 1 сигнал от какого-либо источника и убеждаются в его неискаженности при помощи осциллографа, подключенного к головным телефонам. Уровень входного сигнала подбирается соответствующим регулятором уровня источника. Затем кнопкой «Запись» устанавливают на входе 2 ключа уровень логической 1. Звук в телефонах должен полностью исчезнуть. При этом может понадобиться подбор сопротивления резистора R1.3. На этом процесс налаживания заканчивается.

Чертеж печатной платы АБПУ приведен на рис. 3, 4.

Рис. 3. Печатная плата АБПУ (I часть)

Рис. 4. Печатная плата