CD4011觸摸開關(guan) 電路,CD4011 TOUCH SWITCH

關(guan) 鍵字：CD4011,觸摸開關(guan) 電路圖

1．觸摸開關(guan) 電路介紹
　　本電路通過手觸摸一個(ge) 金屬接觸按鈕，控製電路的開或關(guan) 。本作品的電路與(yu) 其他線路沒有任何連接，可以用來控製電池供電的電子產(chan) 品的開關(guan) 。電路圖如下圖所示。

　　2．電路原理　
　　電路由脈衝(chong) 發生器、脈衝(chong) 延遲、接觸按鈕、脈衝(chong) 反相、CD4011相位比較、脈衝(chong) 整形、開關(guan) 鍵及模擬開關(guan) 等電路組成。電路工作流程圖如下圖示。

由4069的非門1、2、3組成脈衝(chong) 發生器，產(chan) 生頻率為(wei) 25k1"1z的脈衝(chong) 。將此脈衝(chong) 信號分成兩(liang) 路分別通過脈衝(chong) 延遲電路傳(chuan) 送給門4、5和門6。兩(liang) 個(ge) 電路中分別接有電阻R3、電容C2和電阻R4、電容C3；這兩(liang) 個(ge) 電阻和電容分別相等，可將脈衝(chong) 信號同步延時5μs。接觸按鈕是一個(ge) 圖釘大小的金屬片，接在兩(liang) 路脈衝(chong) 信號中上麵的一路中。如果人沒有觸摸接觸按鈕，則兩(liang) 路脈衝(chong) 信號頻率相同，而且相位也一致。它們(men) 通過脈衝(chong) 反相電路後，變成相位相差180。的同頻脈衝(chong) 。這樣的兩(liang) 路脈衝(chong) 分別輸入到CD4011相位比較電路，也就是門7的兩(liang) 個(ge) 輸入端。

　　當沒有觸摸接觸按鈕時，輸入到CD4011門7的兩(liang) 路脈衝(chong) 信號頻率相同，相位相反；也就它們(men) 輸入的邏輯值總是一個(ge) 是0，另一個(ge) 是1；此時CD4011的門7輸出為(wei) 高電平，無脈；中信號輸出；門8輸出低電平，觸摸開關(guan) 電路不工作。
　　當人用手指觸摸接觸按鈕時，由於(yu) 人體(ti) 感應作用，相當於(yu) 在這一路RC延遲電路中接入了一個(ge) 電容，導致這一路電容量增加，信號延遲的時間也會(hui) 變長。這一路的脈衝(chong) 相位就會(hui) 遲滯於(yu) 另一路脈衝(chong) 的相位。這樣輸入到CD4011門7的兩(liang) 路脈衝(chong) 信號相位差就不再是正好相差180。。在一個(ge) 脈衝(chong) 周期內(nei) 。當門7的一個(ge) 輸入端為(wei) 高電平時，在一個(ge) 很窄的時間區間內(nei) 另一輸入端也是高電平。這樣，在每一個(ge) 脈衝(chong) 周期內(nei) ，出現了這樣的一個(ge) 時間段；在此時間段門7的兩(liang) 個(ge) 輸入端都為(wei) 高電平；於(yu) 是門7輸出低電平。
　　經過門8反相，得到一個(ge) 高電平脈衝(chong) 。由於(yu) 這個(ge) 時段是一個(ge) 脈衝(chong) 周期中的很小的一部分，門8輸出的脈衝(chong) 占空比很小。
　　為(wei) 了利用門8輸出的窄脈衝(chong) 信號控製開關(guan) 電路，需將窄脈衝(chong) 信號整形。門8輸出的窄脈衝(chong) 由二極管D及電阻R6和電容C4整形，由門9、10輸出到開關(guan) 鍵電路。
　　開關(guan) 鍵電路實質上是一個(ge) 2分頻電路，由雙D觸發器CD4013的一半組成。經過由CD4013分頻的控製信號輸出到驅動三極管9013，由9013推動喇叭和發光二極管模擬開關(guan) 的狀態。

　　3．電路調整要點
　　脈衝(chong) 延遲電路的電容C2、C3的大小應與(yu) 人體(ti) 感應產(chan) 生的電容數量級相同，本作品取50pF。脈衝(chong) 發生器的頻率與(yu) 脈衝(chong) 延遲電路的時間常數密切相關(guan) 。建議延遲電路的時間常數為(wei) 脈衝(chong) 周期的1／8。例如本例中R3×C2=5μs，脈衝(chong) 周期為(wei) 2.2R2×C1=40μs。
　　由於(yu) 脈衝(chong) 延遲電路中上麵的一路接有接觸按鈕。並且在脈衝(chong) 反相電路中多用了一個(ge) 非門，導致該線路分布電容增大；於(yu) 是在下麵的一路電路中，接入了電阻R5，使兩(liang) 路的分布電容大致相等。
　　經過整形後的控製信號通過濾波電路R7、C5接的CD4013的輸入端。經過實驗可知，這一對阻容元件不可缺少，它們(men) 對CD4013工作穩定起著至關(guan) 重要的作用。
　　應該根據電路工作狀況調整電路。由於(yu) 主要電路工作在超音頻，測量起來比較困難。為(wei) 了解決(jue) 這一問題，我們(men) 可以從(cong) 宏觀測量結果推測電路工作狀態是否正常。方法是用電壓表測量門9輸入端的電壓。這個(ge) 電壓反應了脈衝(chong) 延遲電路和CD4011相位比較電路的工作狀態。沒有觸摸接觸按鈕時，門9輸入端的電壓越小越好；以電源電壓6V為(wei) 例，電壓在0.5V以下為(wei) 正常；當用手指觸摸接觸按鈕時，電壓應在5V以上。

　　4．雙D觸發器CD4013
　　CD4013的管腳接線圖如下圖所示。電路采用的開關(guan) 鍵電路用了CD4013上麵的一半組成2分頻器；下麵的一半沒有用，所有閑置的輸入端一律接地，閑置的輸出端則懸空。