Выключатель, управляемый НЧ сигналом

Подготовил Е.Л. Яковлев, г. Ужгород PA 1'2010
В ежегоднике «Electus» [1] чешского радиолюбительского журнала «Amaterske RADIO» была опубликована схема для автоматического бесконтактного управления включением и выключением нагрузки постоянного тока в зависимости от наличия НЧ сигнала на ее входе. Автор описания применил ее для автоматического включения усилителей активных колонок в автомобиле.

Данная схема представляет не только практический интерес для автолюбителей, но и теоретический интерес для большинства радиолюбителей. Это объясняется нетрадиционным использованием широко известной микросхемы параллельного стабилизатора напряжения TL431.
Схема устройства [1] показана на рис. 1. Транзисторы Т1 и Т2 имеют различный тип проводимости. В зависимости от наличия или отсутствия управляющего сигнала на базе транзистора Т1 этот транзистор будет находиться в проводящем или непроводящем состоянии. Соответственно, будет управляться и выходной транзистор схемы Т2. При этом если он будет насыщен (отперт), то на выходе схемы «OUT» будет присутствовать напряжение источника питания Uп.
Резистор R8 - сопротивление положительной обратной связи. Оно предназначено для ускорения процесса переключения транзисторов Т1 иТ2.
На диодах D2 и D3 выполнен выпрямитель - удвоитель напряжения. При наличии сигнала НЧ на входе «IN» усиленный сигнал выпрямляется и заряжает конденсатор СЗ.

В случае прекращения входного сигнала конденсатор СЗ начинает медленно разряжаться через резистор R3. В статье [1] отмечается, что при указанных на схеме номиналах радиокомпонентов (СЗ - 47 мкФ и R3 - 120 кОм) время выключения схемы после прекращения входного сигнала составляет 30 с. Вероятно, это одно из заблуждений автора схемы. Постараемся разобраться в этом.
В статье отмечалось, что схема рис.1 срабатывает уже при входном сигнале 20 мВ. Коэффициент усиления каскада на D1 оговорен - около 100. В таком случае напряжение на выходе диодного (D1, D2) выпрямителя-удвоителя на конденсаторе СЗ составляет 4 В, а отключение нагрузки транзисторами Т1 и Т2 по материалам [1] происходит при 1 В на том же конденсаторе. Даже с запасом можно считать, что для такого разряда конденсатора СЗ требуется примерно 10... 15 с.
Чтобы обеспечить задержку отключения на 30 с при малых сигналах на входе устройства, достаточно увеличить номинал конденсатора СЗ в несколько раз. При этом следует учитывать, что при возрастании входного сигнала схемы автоматического выключателя «IN» более 20 мВ автоматически будет увеличиваться и время отключения после прекращения (или уменьшения) входного сигнала. Оно уже будет более 30 с.
Наиболее привлекательно для радиолюбителей нетрадиционное использование автором микросхемы параллельного стабилизатора напряжения типа TL431 как усилителя переменного напряжения [2-3]. Известно, что порог лавинообразного переключения этой микросхемы составляет 2,5В. Если ее входное напряжение менее этой величины, то выходной транзистор заперт. Автор [1-3] обеспечил небольшое смещение управляющего перехода микросхемы D1 (рис.1) за счет применения резистора R1 - 2,7 МОм. Конденсатор С5 повышает устойчивость работы D1. Коэффициент усиления D1 стал порядка 100.
Применение TL431 как усилителя переменного напряжения, безусловно, весьма интересно и заслуживает изучения радиолюбителями, однако вызывает сомнение целесообразность его применения в данной схеме. Действительно, традиционное использование транзистора как усилителя потребует точно такого же количества радиокомпонентов. Получить коэффициент усиления каскада порядка 100 возможно, например, с транзистором КТ3102Г, а стоимость его ниже, чем TL431.
При использовании транзистора ничего не потребуется изменять даже на печатной плате устройства (рис.2).

Радиолюбителям остается лишь проверить экспериментально вышеописанное предположение.
Литература
1.  D. Kalivoda, Spinac ovlfdany nf signalem // Electus. - 2005. - S.25.
2.  Olah J., Pnrucni PIR// Radio plusKTE. - 1998. - №4.
3. Olah J., Aktlvni mikrofon s TL431 // Radio plus KTE. - 1998. -№11.

Яндекс.Метрика Рейтинг@Mail.ru Счетчик тИЦ и PR