檢測并響應某個(gè)被測負載的自動(dòng)脈沖發(fā)生器

這個(gè)自動(dòng)脈沖發(fā)生器(圖1和圖2)是一種測試設備，用于檢查一對待測端子的接觸情況，一旦獲得了正確的接觸，就向它們發(fā)出一個(gè)短暫的電源脈沖。這些端子可以是一個(gè)邏輯門(mén)的輸入端、電路板上的一只LED、一個(gè)變壓器，或繼電器線(xiàn)圈等。對于每天例行的實(shí)驗和測試工程來(lái)說(shuō)，這種脈沖是經(jīng)常需要的。

設備的電源采用一只小型3.6V可充電NiCd電池?？梢院苋菀讓⑵溲b在一個(gè)膠棒管內(圖3)，圖中給出了探頭的特殊安排法，也可以采用常規的獨立探頭結構。電路也通過(guò)了5V電源的測試。

圖1 : 這個(gè)電路可以很容易擴展到10個(gè)以上開(kāi)關(guān)，而只使用MCU的兩只I/O管腳，方法是將進(jìn)位腳接到下一個(gè)IC的使能腳，從而級聯(lián)多只CD4017計數器。

這里給出了兩個(gè)版本：圖1用一只NE555時(shí)基IC做單穩觸發(fā)器，是最簡(jiǎn)單的方法。圖2為減少元件數量，省略了NE555，代之以CD4069 CMOS六反相器，但后者的參數和制造商都與前者不同，都可能對電路產(chǎn)生影響。

晶體管Q1和Q2是開(kāi)關(guān)管，當由CD4069和NE555驅動(dòng)導通時(shí)，將+ve和-ve探頭連接到3.6V電源和地。R3和R4將門(mén)G1的輸入端偏置在低于開(kāi)關(guān)閾值的電平，使其輸出保持為高，從而使門(mén)G2的輸出保持為低。C1構成的時(shí)間常數提供了某種程度的噪聲抑制，并決定了測試電路應連接在兩個(gè)探頭之間的最小時(shí)間。100kΩ電阻與G1輸入端串聯(lián)，用于當探頭意外地接到帶電電路時(shí)，限制輸入電流。

R1通過(guò)一個(gè)反偏二極管D1連接到R3和R4的結點(diǎn)處。它一般沒(méi)有作用，除非探頭未通過(guò)一個(gè)負載連接，因為與12MΩ的R3相比，R1、D1、R2和D2組成的連接串是一個(gè)高阻電路。但一旦連接了一個(gè)無(wú)源測試電路(如電阻/電感/LED)，則D1和R2就與之并聯(lián)了。因此，與R3并聯(lián)的分支有較低的電阻，而G1的輸入電壓升高，以致它被看成邏輯1，從而使G1的輸出端為低。

R5與C2構成一個(gè)除顫延時(shí)網(wǎng)絡(luò )，確保探頭與待測電路有牢固連接后，再發(fā)出電源脈沖。當G1的輸出端為低時(shí)，電容C2開(kāi)始通過(guò)R5放電。G2的邏輯輸入電壓在R5C2量級的時(shí)間內發(fā)生改變。

在圖1中，G2輸出的上升通過(guò)G3以及C3與R6構成的微分器，立即觸發(fā)NE555單穩振蕩器。一旦C3完成通過(guò)R6的充電，G3的輸入端回到地，其輸出端回到高電平，使NE555完成其時(shí)序循環(huán)，循環(huán)周期由R和C值決定。NE555的定時(shí)邏輯輸出端1使Q3導通，點(diǎn)亮“發(fā)出脈沖”LED，并通過(guò)G4、G5和G6，使Q1和Q2導通，讓電源脈沖到達待測電路。

每次接觸只生成一個(gè)脈沖;拿開(kāi)探頭，再重新連接，就會(huì )發(fā)出一個(gè)新的脈沖。如果待測電路為感性，在脈沖結束時(shí)電感大于20mH，如果探頭仍然連接著(zhù)，感性返回EMF會(huì )使LED D1閃爍。

在圖2中，NE555被G3以及G4、D4和RF組成的單穩振蕩器所取代。R6已經(jīng)變?yōu)?MΩ，而二極管D3已加到G3的輸入端。電阻R將G4的輸入保持為高，在靜態(tài)下G4的輸出將G3的輸入保持為低。來(lái)自G2的上升沿產(chǎn)生一個(gè)低電平，通過(guò)已初始放電的電容C耦合到G4，后者的上升輸出作為正反饋回到G3，即使移去探頭，也可以將G3的輸入保持為高。如果出現這種情況，D3成為反偏，從而防止G2的下降沿影響單穩的運行。

然后，電容C緩慢地通過(guò)電阻R放電，直到G4的輸入端上升到其開(kāi)關(guān)閾值以上，正反饋過(guò)程反轉。脈沖的延續時(shí)間由R×C時(shí)間常數決定，大約為0.7RC~1.1RC，具體取決于G4的閾值電壓，此電壓可以在電源電壓的0.33~0.67之間變化。作者建議R選1MΩ，C選40nF，但R也可以是可變的。D4用于確保當G3的輸出回到高時(shí)，C可以快速放電。

在圖1和圖2這兩種情況下，單穩觸發(fā)器的瞬時(shí)高輸出使Q3導通，脈沖指示燈LED閃爍。它亦使Q1和Q2導通，為探頭供電。D2用于將-ve探頭與G1處的電路初級輸入端隔離開(kāi)來(lái)，以避免即刻的自我抑制。