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无线电电子与电气工程百科全书 触摸换向开关。 无线电电子电气工程百科全书
通常，在制造特定电路（至少体现在模型上）时，在评估其实际工作和描述的对应性时，至少会出现三个逻辑选项： 1. 该方案没有实施，因某种原因被拒绝，无法实施。 2. 方案立竿见影，没有进行研究。 Z. 该电路不起作用，但经过对该主题的电路的仔细研究、建设性研究、仔细测量模式、合理选择无线电元件并进行必要的调整，它起作用了。 第一个选项几乎不值得分析。 第二种选择虽然给出了积极的结果，但可能有“陷阱”。 让我们详细讨论第三个选项，它最初是最耗时的，但是，正如实践所示[7, 11]，这使得将来获得电路的可靠运行成为可能。 作为一个例子，考虑开发一个简单的（图1）并且其思想方案良好的[8]。
“康乃馨”电路（因其简单性立即引起了人们的注意，这表明其具有良好的可重复性），因此制作了三块印刷电路板，并根据说明在其上安装了新的无线电元件。 然而，“康乃馨”并不想稳定工作。 它要么需要传感器长时间的初级（断电状态后两三天后）保留，要么由于未知（乍一看）的原因，VT1-VT4晶体管开始失效，并且它们在不同的板上是不同的。 其他类型的晶体管、三极管被安装在板上，甚至将板放置一段时间以“成熟”，但这并没有给出积极的结果。 由于对这种类型的触摸开关的需求定期出现，因此产生了开发一种基于“螺柱”的经济高效的统一传感器电路的想法，该电路在电池供电和交流供电的电路以及带电流耦合。带或不带网络。 对“康乃馨”电路进行理论研究后，发现它有足够的未实现资源。 决定使用 KT315 类型的“流行”晶体管作为有源元件，并且（为了更好的可重复性）具有任何字母索引并且无需进行初步选择。 通过将电阻器 R2 的电阻减小到 1 MΩ，并将电阻器 R1 的电阻增加到 1 MΩ（在某些情况下排除它），可以增加灵敏度资源（图 2），因为在 [8] 中，它与R1 形成（见图 1）来自传感器焊盘的分压器，可将输入电压电平降低约 10 倍。 为了补偿这一点，在电路[8]中，使用了具有高电流增益的放大元件(KT3102)，这是不合适的。
为了在实际设计中最小化连接线中感应的干扰影响（在[8] R2 的介绍中对此进行了解释），最好使用屏蔽线将传感器传感器与具有最小长度导体的电路连接起来。 静态模式 由于在[10]中，对于KT315，没有指定最大电压e-b、b-k，因此为了增加传感器电路工作的可靠性，决定用二极管VD1代替（顺便说一下，它的类型，以及由于[2]中未指定VD8型），请安装一个同向连接的KS168型齐纳二极管。 它应该已经执行两个功能：在正向，对于信号的负半波，它应该像传统二极管一样工作，通过控制电路保护 VT1 e-b 过渡免受反向电压的影响；对于正向，它应该像传统二极管一样工作。半波，作为限制器（抑制器），将控制电压半波的最大值归一化在其稳定的电压水平上。 输入级的相同缺点也存在于传感器电路中 [5]。 在设计电路的过程中（见图1），发现在断电状态下（3-4天）发现电路后，由于某种原因，即使触摸传感器长时间也不工作。时间很长，但当面包板上的b-to VT1引脚用指板闭合时（表明有源元件足够放大）被触发。 以后一两天，电路正常工作，断电一段时间后，这种现象又出现，以类似的方法消除。 有一种假设，该现象的原因在于 C2 的电形成：一旦 C2 第一次充分充电（因此形成），即使在短期放电后（通过关闭C2 的端子）。 为了强制C3（见图2）初始电形成0,4V电平，当电源电压接通时，在传感器电路中引入分压器R2R3和开关二极管VD3。 当达到该电压时，VD3 关闭，以后分压器不会影响传感器的操作。 该方案在一定程度上补偿了大容量氧化物电容固有的C3漏电流，同时也提高了灵敏度，减少了电路运行所需的传感器触摸时间。 使用具有开路输入（输入电阻 1 MΩ）的 S33-1 示波器进行的测量结果表明，如果保持传感器足够长的时间，电容器 C3 两端的电压将增加至 6 Ω。 ..b-k VT8 出现故障。 因此，以与电路类似的方式在其基极电路中引入电阻器 R2，该电路已在三极管调节器中得到了很好的证明[4]。 结果，放电电路 C4R3 (b-e) VT4 的时间常数显着增加，这使得可以在氧化物电容器 C2 的电容值较低（与图 1 相比）的情况下获得更长的曝光时间。 。 同样的原因，为了消除基极电路VT3和VT4的过载，还引入了限流电阻R5、R7。 对 C3 进行的电压测量表明，它们的引入不会以任何方式影响传感器的开和关参数。 描述[3]中没有指出电容器C1（见图8）的用途。 对工作电路的实际测量表明，它的存在使开启阈值降低了约 0,1 V，并使关断电压增加了相同的量，从而使总暴露时间增加了 10 ... 15 秒。 因此得出结论，其使用是不适当的。 运行过程中，当三极管关闭且网络中存在感性负载时，可能会产生大范围的干扰。 因此，为了降低传感器电源在高频时的内阻，在电路中引入了电容C2（见图4），减少了高频噪声通过电源电路渗透到信号电路的可能性。 几乎不值得使用KT1型高压大功率晶体管（1W！）作为控制VS10的关键（见图940），在开路时向VS1控制电路提供约55mA的电流状态！ 您可以完全使用相同的（见图 2）KT315，将其连接到稳定的恒压源，传感器电路的其余晶体管由该恒压源供电。 这除了稳定VS1的开关参数之外，还排除了其控制电极电路中可能的过载，因为VT4全开时其电路中的电流由灭弧电阻R10、R11的值决定。 由于根据[10]，KT315集电极的最大电流为100 mA，因此这种模式对它来说是相当安全的。 在使用Ts1万用表测量通过控制电极VS2（见图4342）的电流（不是电压）的过程中，注意到在接通电源的瞬间，仪表箭头有一个向较大值的猛拉，然后将电流设置为 4 ... 5 mA（取决于 VT4 和 VS1 的实例）。 在文献中，我没有找到有关通过控制电极的电流对负载性质变化的依赖性的信息，因此假设该现象的原因是使用了非线性负载 - HL1 ，其电阻在冷态下比在热态下小得多。 控制电极和阴极之间的电阻值（R5 - 图 1、R9 - 图 2、R7 - 图 3、R10 - 图 4、5），在文献中推荐，以尽量减少电路控制电极中可控硅接通参数的不稳定因素不应超过1 kOhm。
不建议直接从电源为传感器供电（见图 1），最好将其电源并联（a-c）连接到三极管，例如，如[6]所建议的。 根据其电流电压特性（图8），VS1导通后，可通过将流经其的电流减小至小于Ioff的值，将其切换至截止状态。 在直流器件中，为此目的使用开关电容器或特殊的串联谐振电路，其过充电电压或反电动势，以相反的方向短暂地施加到三极管，将其关闭。 在交流、脉动电流电路中，当其阳极电流过零时，三极管自行闭合。 该方案采用了一种关键的幅度控制方法，该方法在控制能耗方面逊于脉冲方法。 因此，在三极管处于开路状态期间对控制电路进行分流（在我们的例子中发生）是最佳的。 这样的连接除了可以降低控制电路的平均电流消耗之外，当然也会减少R10、R11处的发热（见图2）。 在这种情况下，VD5二极管不再用于整流，而是用于隔离传感器的直流电源（平滑的C2）和为VS1供电的脉动电压源。 动态模式 使用 9 ... VD10 检查面包板上传感器电路元件的运行非常方便（而且安全！）。 由于在此模式下，电路是来自触摸板 E2 的拾取电压的控制电压的驱动器，因此使用示波器来观察其中发生的过程。 传感器位置处的拾取电压的幅度值为15V（当然，在进行测量的特定位置）。 VT1基极电压为6V（作为拾取信号功率的放大器），发射极为6V，VT2基极为6V左右（从上面起电压放大器和信号限制器的作用） ，在集电极 - 0,8 V，上面有明确的限制。 在VT3集电极上，信号电平为8V，已经形成（从下限），准备进入输出键（图3、4）或VS1控制键（图2、5） ，其在所有电路中的作用均由VT4执行，基于其的信号电压约为1,5V。当连接C2时（见图3），使用开路的C1-33示波器测量其两端的电压输入（输入电阻1MΩ），结果表明电路在电压约为0,8V时开启，在电压为0,7V时关闭。此外，尝试用相同的电压连接到同一点示波器，但输入闭合，打开电路，因为延迟电容是示波器的输入电容。 为了测试传感器在与网络电隔离的交流电下的运行情况，使用了 Mayak Vinnitsa 工厂制造的电焊套件 2.940.005 TU 中的变压器。 传感器电路连接到其下部连接器，其上的交流电压值约为24V。图2中电路的所有元件均保持不变，仅电阻R10、R11通过传感器获得1mA的电流。齐纳二极管 VD20 与 MLT-0,5 型 470 欧姆的电阻器并联。 使用电压28V、功率20W的白炽灯作为负载。 在检查电路的工作情况时，示波器探针的公共线在绝缘外壳内断裂，而这一事实本身却未被注意到......电路停止工作。 触摸传感器要么发出闪光，要么灯闪烁，半心半意地闪烁，每次触摸，一切都会发生不同的情况。 内含物的类型受到接触面积、压力、触摸方式（坐着或站着、用左手还是右手等）的影响。 电路元件不再出现故障。 用示波器检查拾音器的级联通道后，发现各处信号都一样，意识到与本体没有任何联系。 我把公共线焊了，电路完全恢复了！ 我开始寻找电路奇怪行为的原因。 我断开输入探头 C1-3Z 与 C2 的连接 - 电路工作，断开示波器的公共线 - 它停止工作，连接公共线 - 它再次工作。 很明显，示波器外壳对电源频率产生了干扰，当然，示波器外壳在家庭车间中并未接地。 我用带霓虹灯的相位探头检查了示波器外壳上的噪声水平 - 它有点发光，我用带有数字指示的中国“奇迹”探头检查了它 - 60 V！ 我检查了随附电源外壳上的拾取量 - 相同的数字！ 很清楚为什么当用该电源供电的直流电测试传感器电路时，电路工作正常。 我按照[2]中指定的相位连接了电路（见图8）。 升级后的“康乃馨”效果很好。 除了特殊的K145AP2微电路[9, 11]之外，在严肃的工业设备中更是如此，例如在SVP-3程序选择器[2]中，拾音器不被用作控制信号。 无论使用什么类型的传感器 - 电阻式、电容式干扰或激励发电 - 控制信号的电平（尽管物理原理和电路存在差异）总是稳定的，这是使用拾音器的简单电路不容易获得的具有网络频率的信号。 根据分析，我决定不要使电路复杂化，而是利用可用的传感器资源——高增益和稳定的电源电压，使用电阻传感器将直流放大器的输入连接到VT4-VT5，正极为源采用手指皮肤的电阻和电阻器R1、R4营养。 统一传感器的变体方案如图4-5所示。 该传感器在任何电源（来自本文开头的任务集）下都可以正常工作，在 220 V 网络上工作时非常安全，因为人体通过 1 MΩ 电阻从触点两侧连接。 例如，工业上使用的 INN1 型单极电压指示器（带氖灯）的限流电阻值为 910 kOhm。 进行更改后，处于“待机”模式的电路（见图 4）仅消耗 9 V 电源的 1 mA 电流！ 在开启模式下，触摸传感器后，电流消耗为 8 mA。 选择已安装的晶体管 VT1-VT4 时需要执行的唯一检查是使用欧姆表在 100 kOhm 限值处进行转换的“振铃”。 检查相反方向过渡电阻时，表针不应有微小的偏差。 调整。 在某些情况下，由于 VT1-VT4 增益较高（并且没有 R2），当传感器连接到电源时，HL1 会立即点亮，尽管用欧姆表反复检查，即使在 1 MΩ 的极限下，不会导致仪表偏差，这表明它们的适用性。 在这种情况下，请按以下步骤操作。 与 VT1 的 e-b 转换并行，连接一个万用表，通过电压表在 5 ... 10 V 的极限值打开。如果 VT1 工作，HL1 应熄灭。 将万用表切换到更高的测量限值，直到 HL1 再次亮起。 之后，将万用表切换至下限，灯应熄灭。 这种技术允许您将万用表用作电阻存储，因为万用表（在作者的 Ts4342 版本中）具有“开路”输入和约 20 ... 25 kOhm / V 的输入电阻，这使得可以近似估计 R2 所需的值，这会降低电路的整体增益，从而获得特定晶体管的清晰工作。 如有必要，可以安装无功镇流器 - K10-电容器，而不是释放约 11 W 热功率的 MLT-2 型限流电阻器 R2、R4（见图 73）。 17型，容量为0,22μFCh630V。这将稍微改变整流电路（图6）。
KTs5V 二极管组件不包括在图 405 所示的电路中。 电路中的VD5齐纳二极管执行两个功能：对于负半波，它充当整流二极管；对于正半波，它充当稳定电压电平的限制器。 电阻R11用于限制C5充电时的浪涌电流。 Trinistor VS1 作为半波整流器，对 HL1 的使用寿命有积极影响。
该板设计用于容纳图 2 至图 6 中的电路部件。 根据所需的选项，安装适当的组件。 该电路中未使用的部件的位置要么用跳线封闭，要么留空。 这同样适用于设置跳线JP0、JP1、JP2的焊盘与电路的互连。 参考文献：
作者：SA 埃尔金
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