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用运放和瞬态开关做的RC计时关断功能

导读: 当对一根光纤施加轻微压力使其成V形时,用电池供电的手持式“光纤查找器”可测量从其中逸出的光线。

  当对一根光纤施加轻微压力使其成V形时,用电池供电的手持式“光纤查找器”可测量从其中逸出的光线。一对光电管对弯角两侧的模拟电平做比较,以指示是否有光传输及其方向,PLL音调解码器指示多达三种光调制音。想法是用一个交换中心的信号来“标记”一根光纤,这样,电线杆上或检修孔中的操作员就可以查找并正确地判断出光纤,然后再做切割和剪接,从而避免了意外故障。

  因为一个电源开关前面板上没有空间,所以设计需要一种滑动夹取机制,当操作员插入一根光纤时,该装置会在其插到底时通电。每当操作员插入另一根光纤时,装置都必须保持开启,而当操作员完成操作不再激活夹取滑块时,装置自动关断。这种设计没有空间去容纳一个庞大的多极开关;只适合于单极工作。设计采用了靠在PCB板一个金柱上的镀磷青铜导线,是一个几乎没有成本没有实物的开关。这个功能不使用处理器或数字时钟,采用了一只空闲运放和几只元件(图1)。

 

图1,本电路采用了一个RC定时器,每次瞬时开关触点闭合时,电路都会按预定的时间长度接通电源。

  S1为常开触点。当不通电时,C1上的任何残余电荷都通过R5和D1消耗掉,D1是一个低泄漏开关二极管,如MMBD2836,它与D2在一个共阳极封装内,可阻止输入电流通过IC1进入电源轨。PNP晶体管Q1用于拉出装置的电流,它保持在关断状态;因R4中的电流而在R1上形成的压降太低,不能使Q1偏置导通。因不加电的IC1输出为零,因此Q2关断。

  闭合S1将Q1偏置为导通态,从而为稳压器加电,给装置的其它电路提供电源。S1的闭合还确保C1通过R5和D2完全放电。现在,IC1正常工作了,其正输入端通过R6和R7被偏置在电池电压的60%处,这是大约一个RC时钟常数后的电压。IC1是一个单电源供电CMOS器件,如LMC6482这种轨至轨运放,有低泄漏的输入端。也可以使用低泄漏输入的CMOS比较器;如果它是集电极开路输出,则必须增加一个R10上拉电阻。

  当C1保持放电状态时,IC1的输出接近于上电源轨,使Q2导通,Q2可以是任何低泄漏的通用NPN晶体管,如MMBT3904,或是N沟道增强逻辑电平FET.在S1断开后,Q2维持着通过Q1基极的电流,保持通电。

  当S 1断开时,C1开始通过R3、R4和R5充电至Q1的基极电压,基射结电压跌至电池以下。然后S1闭合后,使C1放电,定时器重新起动。当S1断开时间长于C1R4的RC时间常数时(以图中值大约为10s,R3和R5的值可以忽略),IC1输入端的电压上升超过正输入端,IC1的输出跌至接近地。这个动作使Q2关断,从而关断Q1,装置断电。当轨电压下降时,C1通过D1和R5放电,以避免箝位二极管损坏IC1的负输入端,但保持靠近于电源轨。IC1的正输入端总是等于电源轨的60%,以确保IC1的输出一直低于电源轨。调节R8和R9可限制Q2的基极电压为低于其导通阈值,以防止运放或比较器可能存在的任何输出毛刺。

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