圖中所示的設計實例可指示使用四節AA電池供電的音頻測試儀器出現的電量不足狀態。由于該儀器采用的是分立式設計,相較于單一來源的集成電路,該相同方法看似更符合項目初衷。 普通的紅色LED既可充當指示燈,又可充當電壓基準。流經R5的小電流為LED提供正向偏置,但由于電流值太低,我們幾乎看不到LED發出的光,即使是在暗室也很難觀察到。 對這個應用來說,LED被證實是一個非常理想的穩壓二極管。其溫度系數和Q1的溫度系數非常吻合,相較于齊納二極管維持其額定電壓所需的電流,LED僅需更少量電流即可達到其開啟點。在被觸發之前,電路僅消耗160μA的電流,而觸發時LED在2mA的電流下運行。 R5將LED偏置至其開啟閾值(紅光LED約為1.5V)。該偏置電壓通過R6施加至Q1的基極。R1和R2將電池電壓分壓,為Q1發射極處提供約1.1V電壓。這一0.4V的基極發射極電壓差低于Q1的開啟閾值。 隨著電池電量被消耗,LED的電壓仍維持恒定,但發射極電壓則按比例降低,最終Q1開始導通。這將從Q2抽取基極電流,同時使Q2開啟。LED的附加電流通過R4使Q1的基極電壓升高,這一正反饋巧妙地將LED快速設置為報警閾值。當LED亮起時,其電壓升至1.65V左右。 電路遲滯是由LED的正向電壓特性決定的,其在通過R5的小偏置電流和通過R4的較大照明電流之間“持續”。但是,在儀器運行期間,預計電池的電量不會恢復,因而此處的遲滯現象可忽略不計。 由R6和C1施加的RC延遲減緩了電路的閉鎖行為,由此降低了對由負載瞬時電流需求引起的短時電壓驟降的敏感性。電路中增設CR1,用于在電源開關關閉時對C1進行放電,從而防止電池部分電量耗盡時,開關突然被打開而產生誤報警。 選取報警觸發點用來防止儀器內出現偏置或信號余量問題。對于顯示的數值,當電壓降至5V左右時,LED就會發光。可通過改變R1的值或使用一個100kΩ的電位器進行調節,來對其進行調整。此處僅介紹了BC系列晶體管,因為它們和儀器的其他部分相同;幾乎所有通用器件都能良好地運行。 |