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2×4测量开关 A Simple 2 by 4 Scanner

时间:2012-10-19  来源:38hot  作者:lymex

2×4测量开关的基本用途
可以让高位表交替测试两个电压或两个狗万类似的平台_狗万赢钱技巧_狗万垃圾平台,实现对比。
直接用高位表测试,精度有限,而对比一个基准,可以大大降低测试的不确定度。
同时,多次自动的对比,可以经过处理后(例如排除粗大误差然后取平均),进一步降低对比的不确定度。

这个开关的几大特点
1、非常小巧。小巧意味着低成本、便于DIY,使用中也不占地方。
2、不用电源。这样就非常方便使用,而且耗电很少,不发热因此热电动势低,也免除电源带来的可能干扰。
3、性能优异。磁保持继电器具有先天的低热特性,再加上其它电路基本不耗电,也没有温升,因此热电动势就更小。
原理与基本电路

这里描述一个最简单的2×2开关,即两路切换,有如下功能:
1、有一个按钮,按一下就转换
2、同时有个外部触发,低电平脉冲1us就转换,可以由万用表自动控制
3、有个自动挡,延时反复切换,时间可调

别看这个开关简单,也是个开关,可以用于自动对比两个电压基准,或者作为其它双路测试。在增加少许元件的情况下(一个继电器等),就可以实现4路(4线)切换,可以用于对比两个4线狗万类似的平台_狗万赢钱技巧_狗万垃圾平台。外边可以有1、2个LED指示灯(低耗电的)。

本来,采用双刀继电器的场合下,制作N×2开关需要2N个继电器,比如Dataproof的16×2,就用了32个继电器。按此推算,2×2开关要用到4个继电器才对,但一方面2×2开关不需要A、B两路,而且可以采用切换,因此只使用一个继电器(或者两个同时驱动的继电器)就完全可以了,所以才更加简化。

其中第3个自动档是选项,可以装一个带开关的电位器,关闭时是手动+外部触发,打开时是个可调周期的自动切换的开关,这样不用人去干预,也不用万用表发出测试结束信号,自己就可以转换。尽管有可能在测试中转换而使得测试数据无效,但完全可以把转换周期选得长一些,允许重复测量多次后再转换,不良数据可以剔除。

团购的磁保持继电器是5V额定电压,内阻125欧(40mA)。从指标上得知,最差80%的电压就能动作,即保证4V动作。实际有人测试,2.5V(20mA)就可以动作,这是个优势,使得我们有可能采用74HC系列的数字电路,用5V电源来工作。74HC数字电路的特点,是全静态操作,耗电极微,输出可直接到地或电源而没有饱和电压,和磁保持继电器是绝配。

有人要问,这么小不怕干扰、误动作吗?不用担心,一点都没问题,哪里会有这么大的干扰信号呢?如果20mA就受干扰,那1mA的开关还怎么活呢?

由于继电器有2个绕组,分别实现吸和和释放动作,但实际上两个绕组完全一样,因此可以串联起来,这样尽管电流减少到一半,但匝数增大1倍,因此安匝保持不变,即额定电压、吸和电压仍然保持不变,但驱动电流减少到一半。
驱动部分采用简单的电容电路,两组线圈串联后为250欧。由于典型切换时间2ms,保证<5ms,因此电容 C = 5ms/0.25k = 20uF,选22uF。



74HC系列数字电路的输出带动20mA没有任何问题(电压下降1V)。为了能够驱动2组继电器,可以用双门并联驱动。
触发器用一个T门,有负脉冲就反转一下,开关闭合;再有脉冲就再反转一下,开关就释放。
输入部分有三个,一个是外部触发,接收万用表的VM 测试结束信号(1us负脉冲);一个是手动的按钮;最后一个就是可选的、可关的、可调延时的脉冲发生器,用于自动定时切换。这三个输入用简单的二极管或逻辑即可。平时无信号时,一个500k的上拉狗万类似的平台_狗万赢钱技巧_狗万垃圾平台(耗电10uA)把输入端拉到高电位,当任何一个输入有负脉冲的时候,就触发有效。



用面包板做了实验,本来应该用HC73+HC00,暂时没找到,用74和02对付的。



功能正常,效果如预期。
HC00多余的3组,可以做个多谐,再来个消颤。
首次试验

2009-10-22  74HC73到货,同时手画了完整电路


与前面的原理图比,有几个扩展和具体说明:
1、用了74HC14而不是其它的门。HC14是六施密特触发器,门的数量多,而且施密特的很好用。
2、HC14的1、2脚门,是一个开关除颤电路,也是个很典型的电路。其输出直接给到后面(而不是增加微分电路)
3、下面的万用表VMC(VotiMeter Complete)输入,通过了一个10k缓冲狗万类似的平台_狗万赢钱技巧_狗万垃圾平台(防过流、防静电、防损坏)再接到门电路上。为了保持负沿脉冲,也能让在输入开路保持状态,加了一个100k的上拉狗万类似的平台_狗万赢钱技巧_狗万垃圾平台。阻值取的比较大,目的在于即便外界短路也不至于耗电过大。
4、HC14的13、12脚门,是一个经典的RC阻容多谐振荡器,特点是非常简单、电容接地。后面的470pF和500k是微分电路,只给出脉冲。
5、74HC73是双JK触发器,如图解法能实现每输入一个负跳变,就能改变输出状态(Toggle)。

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