一款搶答器的質(zhì)疑(2002-5-20)
某刊不久前刊出《兩款電路更簡(jiǎn)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(rèn)為該文設(shè)計(jì)欠妥,且分析闡述也有錯(cuò)誤之處。現(xiàn)以該文圖1所示電路(見附圖)為例,分析如下。

接通電源開關(guān)KB后,LED0發(fā)光。搶答器各路按鍵SBX按動(dòng)前,因可控硅VS1~VSn均關(guān)斷,VT無觸發(fā)電流而截止。此時(shí)A點(diǎn)電壓約4V,B點(diǎn)電壓為0V,音樂門鈴IC無工作電源,電路處于等待狀態(tài)。當(dāng)按動(dòng)任一路搶答按鍵(如SB1)后,VS1觸發(fā)導(dǎo)通,在LED1發(fā)光的同時(shí),B點(diǎn)電壓升至3.2V左右,VT飽和導(dǎo)通將R2和LED0短路,LED0熄滅,同時(shí)為IC提供工作電源,揚(yáng)聲器發(fā)聲。此時(shí)A點(diǎn)電壓降至近0V,即使按下其它按鍵也不能觸發(fā)相應(yīng)的可控硅。
由于任一路VS1導(dǎo)通都使B點(diǎn)升至3.2V左右,如果此時(shí)*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(shì)必通過SB2將VS2也觸發(fā)導(dǎo)通,使LED2發(fā)光造成無法判斷,為防止此現(xiàn)象的發(fā)生,電路在各路觸發(fā)支路中均串聯(lián)了一只隔離二極管。
筆者認(rèn)為該設(shè)計(jì)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(dǎo)通前,即A點(diǎn)電壓沒有降至不能觸發(fā)其它可控硅之前,按動(dòng)任何一路按鍵都可以使對(duì)應(yīng)的可控硅觸發(fā),按鈕開關(guān)上串聯(lián)的二極管D1~Dn不能產(chǎn)生什么"隔離"作用!
實(shí)際上,D1~Dn在該設(shè)計(jì)中僅起到提高可控硅觸發(fā)電平的作用。如果原可控硅的觸發(fā)電平為VO,則串入二極管后的觸發(fā)電平變?yōu)閂O+VD(VD一般為0.6~0.7V),假設(shè)可控硅原來需1V電壓觸發(fā),串入二極管后則變成1.6V左右電壓才能觸發(fā)該可控硅,其結(jié)果是降低了可控硅的觸發(fā)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(dǎo)通,降低A點(diǎn)電壓--實(shí)際只有在A點(diǎn)電壓下降到VO+VD=1.6V以下時(shí),按動(dòng)其它支路搶答按鍵時(shí)才會(huì)失去作用。
因此,該搶答器有可能出現(xiàn)多路同時(shí)接通的現(xiàn)象,當(dāng)然也會(huì)出現(xiàn)誤判現(xiàn)象。例如,假設(shè)SB1首先被按下,SB2稍遲一些被按下,本應(yīng)VS1首先被觸發(fā),同時(shí)禁止稍后的VS2(或其它可控硅)再被觸發(fā),但該電路不具備此項(xiàng)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(fā)性能比VS1好(由于元器件參數(shù)的離散性,這是常見現(xiàn)象),那么,雖然SB2稍后一點(diǎn)按下,VS2卻會(huì)比VS1搶先觸發(fā)!
當(dāng)然,在VT導(dǎo)通、并在A點(diǎn)電壓下降至1.6V以下后,這種"競(jìng)爭(zhēng)"和"誤判"現(xiàn)象可以避免,在此之前(即使僅有搶答時(shí)經(jīng)常發(fā)生的霎那時(shí)刻)此現(xiàn)象將一直存在,這是原電路設(shè)計(jì)的*大敗筆。此外,由于上述原因,原電路對(duì)VT的要求應(yīng)十分嚴(yán)格,首先要求上升時(shí)間特別短,其次要求飽和壓降盡可能地低;原電路還應(yīng)嚴(yán)格挑選可控硅、二極管等元器件,它們的各種性能應(yīng)該完全一致。
一款有爭(zhēng)議的可控硅智力搶答器一款有爭(zhēng)議的可控硅智力搶答器一款有爭(zhēng)議的可控硅智力搶答器一款有爭(zhēng)議的可控硅智力搶答器一款有爭(zhēng)議的可控硅智力搶答器