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简单的通断检测器可装入衬衫兜内

Tom Wason?? Phoenixville?? PA?? 2008年03月31日 ?? 收藏0

  本设计实例描述了方便的有两种工作模式的通断检测器:这种检测器在两个探针间检测到通路时会发出声响,在检测到断路时也会发出声音。后一功能可用来检测不连续的线缆断开。响应必须足够快以允许在100个针脚间试测探针,并迅速找到通路针脚。这种检测器也可检查到两个导体间的微法级或较大的电容。

  要正确地检测通路,必须限制检测器的电压与电流,以使低功耗的半导体器件不会过载或显示为连接两个导体间的通路。这种检测器必须有保护能力,以防用户不小心将其连接到通电电路或充电的电容上。而且其功耗必须较低,如果检测器整夜未关闭,也不会让电池耗尽。检测器必须在较低的电池电压下也能工作。

图1此简单的通断检测器可以由开关选择在短路或开路时发出声响可防止用户意外地将检测器连到通电电路中


  检测通路需要小于200Ω的阈值。根据电池电压不同,阈值甚至可以是80Ω。检测器的开路电压小于0.5V,而短路电流约为1mA。这些值较低,以使检测器不会误认为肖特基势垒整流器也是通路状态。检测器不工作时,只从9V的电池中消耗1mA 多的电流。可以将探针连接到-50V~+200V 的电压上,在几秒钟内不会对其造成损坏。

  由Q1 PNP 型和Q2 NPN型晶体管组成的反馈电路维持IGFET (绝缘栅场效应晶体管) Q3的栅极电压小于1.4V ,尽管有680kΩ的上拉电阻R4和D2 (图1)的电流。 短接探针时,将更多的Q1基极电流旁路到探针上,造成通过D2的电流减少。 最后,Q2不能再维持较低的Q3栅级电压。 栅级电压超过1.8V时,Q3的漏源极电流导致Q4的不导通状态。然后1MΩ的上拉电阻R6将9V电压施加到Q5的栅极,使检测器发出声响,显示通路。

  如果Q2集电极没有导通,Q3的栅级电压接近9V。电流会从Q1的集电极到基极的路径中泄漏。二极管D2阻断了Q3的栅极电压,使其不会泄漏到短接的探针中。

  即使快速将探针扫过100个针脚,检测器也可立即检测到通路。电容C1与上拉电阻R5将Q5的低栅极电压响应时间延长了20ms。因此,检测器发声时间会稍微长些,表明该电路已建立了连接,而且在快速的扫测中也并未漏过导通的针脚。

  对电容充电的探针电流也会造成较短的响声。20ms 的长响表示检测器检测到10mF 或更小的电容。通过实践,可以在响声结束后估计到十位的电容精度。

  如果探针接触到一个通电电路,则二极管D3~D5会阻断破坏性电流。电阻R3必须至少为1/2 W,才能承受来自通电电路几秒时间的电流,而不会造成检测器的损坏。

  为了测试线缆的通断,检测器只在检测到断开连接才会发声。在这种应用中,要牢固地将探针连接到线缆的两端。切换S2会改变检测器功能,在线缆中断时让Q4驱动蜂鸣器发出响声。

  可以将电阻R1降低到4.7kΩ并除去电容C1使其成为更好的线缆检测器。经过这些修改后,只在小于100Ω的阈值电阻下才会发生漏检现象。

  但检测器会产生噪声电流 ,它会回馈到灵敏的Q1/Q2中。三种电路特性可降低这种噪声。首先,电容C2连接了蜂鸣器。其次,IGFET Q3可作为一个缓冲器。最后,二极管 D5 将Q4与Q5分别对于Q2与Q3接地。

  该电路即使在电池电压小于6.5V时也可正常地工作。但较低的电池电压要求检测器以较高的阈值电阻来检测通断。整个检测器可以放在一个小于香烟盒的塑料外壳中。


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通断检测器? 低功耗? 电池? IGFET?

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