某刊不久前刊出《兩款電路更簡潔的可控硅智力搶答器》一文,文中介紹了兩款搶答器及其工作原理,筆者認為該文設計欠妥,且分析闡述也有錯誤之處。現以該文圖1所示電路(見附圖)為例,分析如下。
接通電源開關KB后,LED0發光。搶答器各路按鍵SBX按動前,因可控硅VS1~VSn均關斷,VT無觸發電流而截止。此時A點電壓約4V,B點電壓為0V,音樂門鈴IC無工作電源,電路處于等待狀態。當按動任一路搶答按鍵(如SB1)后,VS1觸發導通,在LED1發光的同時,B點電壓升至3.2V左右,VT飽和導通將R2和LED0短路,LED0熄滅,同時為IC提供工作電源,揚聲器發聲。此時A點電壓降至近0V,即使按下其它按鍵也不能觸發相應的可控硅。
由于任一路VS1導通都使B點升至3.2V左右,如果此時最先按下的某路按鍵(如SB1)還未松開,另有一路按鍵(如SB2)被按下,那么VS1的控制極電壓(3.2+0.6V)勢必通過SB2將VS2也觸發導通,使LED2發光造成無法判斷,為防止此現象的發生,電路在各路觸發支路中均串聯了一只隔離二極管。
筆者認為該設計及其電路原理闡述存在以下問題。 圖中的三極管VT在飽和導通前,即A點電壓沒有降至不能觸發其它可控硅之前,按動任何一路按鍵都可以使對應的可控硅觸發,按鈕開關上串聯的二極管D1~Dn不能產生什么"隔離"作用!
實際上,D1~Dn在該設計中僅起到提高可控硅觸發電平的作用。如果原可控硅的觸發電平為VO,則串入二極管后的觸發電平變為VO+VD(VD一般為0.6~0.7V),假設可控硅原來需1V電壓觸發,串入二極管后則變成1.6V左右電壓才能觸發該可控硅,其結果是降低了可控硅的觸發靈敏度,但提高了電路的抗干擾能力。
由于D1~Dn沒有"隔離"作用,電路中也沒有搶答器必須采取的其它支路搶答封鎖措施,而是僅靠三極管VT飽和導通,降低A點電壓--實際只有在A點電壓下降到VO+VD=1.6V以下時,按動其它支路搶答按鍵時才會失去作用。
因此,該搶答器有可能出現多路同時接通的現象,當然也會出現誤判現象。例如,假設SB1首先被按下,SB2稍遲一些被按下,本應VS1首先被觸發,同時禁止稍后的VS2(或其它可控硅)再被觸發,但該電路不具備此項功能,D1、D2等并沒有所謂的"隔離"作用。此外,若可控硅VS2的觸發性能比VS1好(由于元器件參數的離散性,這是常見現象),那么,雖然SB2稍后一點按下,VS2卻會比VS1搶先觸發!
當然,在VT導通、并在A點電壓下降至1.6V以下后,這種"競爭"和"誤判"現象可以避免,在此之前(即使僅有搶答時經常發生的霎那時刻)此現象將一直存在,這是原電路設計的最大敗筆。 此外,由于上述原因,原電路對VT的要求應十分嚴格,首先要求上升時間特別短,其次要求飽和壓降盡可能地低;原電路還應嚴格挑選可控硅、二極管等元器件,它們的各種性能應該完全一致。
重慶 奚龍發文
(作者在分析原電路設計存在不足后給出了改進電路,本報將于下期本版刊出,歡迎讀者閱讀完后參加討論。編者注)