檢測并響應某個被測負載的自動脈沖發(fā)生器

這個自動脈沖發(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)出一個短暫的電源脈沖。這些端子可以是一個邏輯門的輸入端、電路板上的一只LED、一個變壓器，或繼電器線圈等。對于每天例行的實驗和測試工程來說，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在一個膠棒管內(nèi)(圖3)，圖中給出了探頭的特殊安排法，也可以采用常規(guī)的獨立探頭結(jié)構(gòu)。電路也通過了5V電源的測試。

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

這里給出了兩個版本：圖1用一只NE555時基IC做單穩(wěn)觸發(fā)器，是最簡單的方法。圖2為減少元件數(shù)量，省略了NE555，代之以CD4069 CMOS六反相器，但后者的參數(shù)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是開關(guān)管，當由CD4069和NE555驅(qū)動導通時，將+ve和-ve探頭連接到3.6V電源和地。R3和R4將門G1的輸入端偏置在低于開關(guān)閾值的電平，使其輸出保持為高，從而使門G2的輸出保持為低。C1構(gòu)成的時間常數(shù)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探頭之間的最小時間。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，限制輸入電流。

R1通過一個反偏二極管D1連接到R3和R4的結(jié)點處。它一般沒有作用，除非探頭未通過一個負載連接，因為與12MΩ的R3相比，R1、D1、R2和D2組成的連接串是一個高阻電路。但一旦連接了一個無源測試電路(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(gòu)成一個除顫延時網(wǎng)絡，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，電容C2開始通過R5放電。G2的邏輯輸入電壓在R5C2量級的時間內(nèi)發(fā)生改變。

在圖1中，G2輸出的上升通過G3以及C3與R6構(gòu)成的微分器，立即觸發(fā)NE555單穩(wěn)振蕩器。一旦C3完成通過R6的充電，G3的輸入端回到地，其輸出端回到高電平，使NE555完成其時序循環(huán)，循環(huán)周期由R和C值決定。NE555的定時邏輯輸出端1使Q3導通，點亮“發(fā)出脈沖”LED，并通過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脈沖;拿開探頭，再重新連接，就會發(fā)出一個新的脈沖。如果待測電路為感性，在脈沖結(jié)束時電感大于20mH，如果探頭仍然連接著，感性返回EMF會使LED D1閃爍。

在圖2中，NE555被G3以及G4、D4和RF組成的單穩(wěn)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。來自G2的上升沿產(chǎn)生一個低電平，通過已初始放電的電容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(xiàn)這種情況，D3成為反偏，從而防止G2的下降沿影響單穩(wěn)的運行。

然后，電容C緩慢地通過電阻R放電，直到G4的輸入端上升到其開關(guān)閾值以上，正反饋過程反轉(zhuǎn)。脈沖的延續(xù)時間由R×C時間常數(shù)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，C可以快速放電。

在圖1和圖2這兩種情況下，單穩(wěn)觸發(fā)器的瞬時高輸出使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來，以避免即刻的自我抑制。