Приведена схема преобразователя угла поворота движка потенциометра в выходной логический сигнал на одном из нескольких выходов устройства, что позволило создать электронный аналог многопозиционного механического переключателя.
Многопозиционный переключатель
Механические переключатели способны коммутировать практически без потерь относительно высокие токи. Недостатком таких переключателей является то, их контактные группы невозможно разнести на значительные расстояния, а также то, что для переключения контактов требуется приложить определенные усилия.
Схема электронного аналога 5-позиционного механического переключателя приведена на рис. 1.При вращении движка линейного потенциометра R1 происходит поочередное переключение логического уровня на выходах 1–5 со значения “Лог. 1” до значения “Лог. 0” без перекрытия диапазонов. Светодиоды HL1, HL2 одновременно служат индикаторами включения устройства и источниками постоянного квазистабилизированного напряжения. Для светодиодов зеленого свечения выходные напряжения приблизительно равны 2 и 4 В. Напряжение 2 В подается на вход поликомпаратора, выполненного на микросхеме MC3302 (4 компаратора в одном корпусе).
Аналогов у этой микросхемы достаточно много, это LM139, LM239, LM339, LM2901, NCV2901, MC3302, UA3302P, SG3302, RC3302, AN6918, КР1401СА1, 1101CA2 и т.д. Входные делители напряжения каналов сравнения компараторов выполнены на резисторах равного номинала R3–R5, R8, R9; R6, R7.
Напряжение на вход А подается с движка потенциометра R1 и изменяется в пределах от 0 до 4 В. Соответственно, напряжение на входе А (инвертирующих входах компараторв) может изменяться в пределах от 0 до 2 В. Напряжения сравнения на неинвертирующих входах, задаваемые резистивным делителем R3–R5, R8, R9, устанавливаются автоматически с шагом в 400 мВ (2 В/5 = 0,4 В).
При превышении напряжения в точке А уровней 400, 800, 1200, 1600 мВ происходит поочередное переключение логических уровней на выходах компараторов DA1–DA4. Для обеспечения условия единственности выбора каналов переключения использованы 4 элемента “Исключающее ИЛИ-НЕ” микросхемы DD1 CD4077B (HCF4077). Для того, чтобы можно было задействовать диапазон уровней 0…400 мВ, использована схема совпадений, выполненная на диодах VD1, VD2 и резисторе R1, к выходу которой подключен выходной каскад на транзисторе VT1.
Устройство работоспособно в диапазоне питающих напряжений 6…16В, причем светодиодный делитель-“стабилизатор” напряжения вне зависимости от напряжения питания или его изменения автоматически обеспечивает соотношение напряжений, подаваемых на плечи цепей сравнения: переключение каналов всегда происходит в точках 20; 40;60; 80% положения движка потенциометра R1.
Выходной каскад преобразователя может быть выполнен по одной из схем, приведенных на рис. 2. На рис. 2а показана схема выходного каскада с использованием реле, что позволит гальванически развязать коммутатор от нагрузки. Вариант обеспечения гальванической развязки с использованием оптронов приведен на рис. 2б. Перспективно использование преобразователя для быстрого выбора канала приема. Если ранее требовалось переключать канал механическим переключателем, то сейчас эта задача решается простым вращением движка потенциометра, рис. 2в и рис. 2г, что очень напоминает традиционную настройку на длину волны радиостанции.
Подстроечные резисторы R1–R5 позволяют предварительно настроить радиоприемник на необходимые пользователю каналы приема. Светодиоды HL1–HL5 предназначены для индикации канала приема, но могут и отсутствовать. Для управления переключателем каналов от внешнего источника напряжением 0…2 В можно подать управляющий сигнал на точку А, отключив при этом резистор R6, рис. 1. При необходимости число каналов коммутации может быть увеличено до 9-и, 13-и и т.д. за счет наращивания количества микросхем.
