如何采用運(yùn)放構(gòu)成RC定時(shí)電路設(shè)計(jì)

當(dāng)對(duì)一根光纖施加輕微壓力使其成V形時(shí)，用電池供電的手持式光纖查找器可測量從其中逸出的光線。一對(duì)光電管對(duì)彎角兩側(cè)的模擬電平做比較，以指示是否有光傳輸及其方向，PLL音調(diào)解碼器指示多達(dá)三種光調(diào)制音。想法是用一個(gè)交換中心的信號(hào)來標(biāo)記一根光纖，這樣，電線桿上或檢修孔中的操作員就可以查找并正確地判斷出光纖，然后再做切割和剪接，從而避免了意外故障。

　　因?yàn)橐粋€(gè)電源開關(guān)前面板上沒有空間，所以設(shè)計(jì)需要一種滑動(dòng)夾取機(jī)制，當(dāng)操作員插入一根光纖時(shí)，該裝置會(huì)在其插到底時(shí)通電。每當(dāng)操作員插入另一根光纖時(shí)，裝置都必須保持開啟，而當(dāng)操作員完成操作不再激活?yuàn)A取滑塊時(shí)，裝置自動(dòng)關(guān)斷。這種設(shè)計(jì)沒有空間去容納一個(gè)龐大的多極開關(guān);只適合于單極工作。設(shè)計(jì)采用了靠在PCB板一個(gè)金柱上的鍍磷青銅導(dǎo)線，是一個(gè)幾乎沒有成本沒有實(shí)物的開關(guān)。這個(gè)功能不使用處理器或數(shù)字時(shí)鐘，采用了一只空閑運(yùn)放和幾只元件(圖1)。

　　圖1,本電路采用了一個(gè)RC定時(shí)器，每次瞬時(shí)開關(guān)觸點(diǎn)閉合時(shí)，電路都會(huì)按預(yù)定的時(shí)間長度接通電源。

　　S1為常開觸點(diǎn)。當(dāng)不通電時(shí)，C1上的任何殘余電荷都通過R5和D1消耗掉，D1是一個(gè)低泄漏開關(guān)二極管，如MMBD2836,它與D2在一個(gè)共陽極封裝內(nèi)，可阻止輸入電流通過IC1進(jìn)入電源軌。PNP晶體管Q1用于拉出裝置的電流，它保持在關(guān)斷狀態(tài);因R4中的電流而在R1上形成的壓降太低，不能使Q1偏置導(dǎo)通。因不加電的IC1輸出為零，因此Q2關(guān)斷。

　　閉合S1將Q1偏置為導(dǎo)通態(tài)，從而為穩(wěn)壓器加電，給裝置的其它電路提供電源。S1的閉合還確保C1通過R5和D2完全放電?，F(xiàn)在，IC1正常工作了，其正輸入端通過R6和R7被偏置在電池電壓的60%處，這是大約一個(gè)RC時(shí)鐘常數(shù)后的電壓。IC1是一個(gè)單電源供電CMOS器件，如LMC6482這種軌至軌運(yùn)放，有低泄漏的輸入端。也可以使用低泄漏輸入的CMOS比較器;如果它是集電極開路輸出，則必須增加一個(gè)R10上拉電阻。

　　當(dāng)C1保持放電狀態(tài)時(shí)，IC1的輸出接近于上電源軌，使Q2導(dǎo)通，Q2可以是任何低泄漏的通用NPN晶體管，如MMBT3904,或是N溝道增強(qiáng)邏輯電平FET.在S1斷開后，Q2維持著通過Q1基極的電流，保持通電。

　　當(dāng)S 1斷開時(shí)，C1開始通過R3、R4和R5充電至Q1的基極電壓，基射結(jié)電壓跌至電池以下。然后S1閉合后，使C1放電，定時(shí)器重新起動(dòng)。當(dāng)S1斷開時(shí)間長于C1R4的RC時(shí)間常數(shù)時(shí)(以圖中值大約為10s,R3和R5的值可以忽略)，IC1輸入端的電壓上升超過正輸入端，IC1的輸出跌至接近地。這個(gè)動(dòng)作使Q2關(guān)斷，從而關(guān)斷Q1,裝置斷電。當(dāng)軌電壓下降時(shí)，C1通過D1和R5放電，以避免箝位二極管損壞IC1的負(fù)輸入端，但保持靠近于電源軌。IC1的正輸入端總是等于電源軌的60%,以確保IC1的輸出一直低于電源軌。調(diào)節(jié)R8和R9可限制Q2的基極電壓為低于其導(dǎo)通閾值，以防止運(yùn)放或比較器可能存在的任何輸出毛刺。