Транзисторный шифратор команд на базе электронных ключей
Принципиальная схема шифратора команд на базе электронных ключей.
Ждущие мультивибраторы, на которых собраны формирователи канальных импульсов, можно заменить транзисторными ключами, несколько изменив цепи их запуска.
Принципиальная схема
На рис. 1 приведена схема такого двухканального шифратора. Очевидно, что его можно дополнить до восьмиканального.
Рис. 1. Принципиальная схема транзисторного шифратора команд на базе электронных ключей.
Тактовый генератор, определяющий период следования командных посылок, собран на транзисторах VT1, VT2 по схеме, полностью аналогичной предыдущему варианту. Несколько увеличено только сопротивление резистора R1, влияющее на длительность отрицательного импульса на коллекторе VT2.
Дело в том, что, как это будет показано ниже, потенциал коллектора этого транзистора должен быть практически равен нулю в течение всего времени формирования первого канального импульса, максимальная длительность которого может быть равной 2 мс.
Формирователь первого канального импульса реализован на транзисторе VT3. В исходном состоянии транзистор открыт за счет протекания базового тока через резисторы R5, R6. Напряжение на его коллекторе близко к нулю.
Времязадающий конденсатор С2 на предыдущем этапе работы схемы заряжен практически до напряжения питания через верхнюю часть резистора R4 и базовый переход транзистора VT3 (рис. 2., б). На левой его обкладке — потенциал источника (+5 В), а на правой— небольшое базовое напряжение (около 0,8 В) открытого транзистора VT3.
С появлением на коллекторе VT2 отрицательного импульса (рис. 2, а, момент tj) нижний вывод резистора R4 подключается через открывшийся VT2 к корпусу. Напряжение на базе транзистора VT3 теперь определяется алгебраической суммой отрицательного напряжения на С2 и положительного напряжения с движка потенциометра R4.
Его вполне достаточно для надежного запирания VT3 (рис. 2, в). Напряжение на коллекторе этого транзистора скачком возрастает (рис. 2, г), и начинается формирование канального импульса. Его окончание наступит в момент времени t2, когда за счет перезаряда конденсатора С2 напряжение на базе VT3 достигнет величины отпирания (примерно 0,8 В).
Длительность сформированного импульса будет определяться постоянной времени цепи перезаряда и величиной напряжения на движке потенциометра. Последнее обстоятельство и используется для управления канальным импульсом. Для улучшения формы вырабатываемого импульса используется элемент DD1.2, сигнал на выходе которого изображен на рис. 2, д.
Рис. 2. Графики работы схемы.
В течение первого канального импульса транзистор VT3 заперт, а значит нижний вывод потенциометра R5 отключен от корпуса. Происходит быстрый заряд конденсатора С4 через верхнюю часть этого резистора до напряжения питания, подготавливая его к стадии формирования второго канального импульса (рис. 2, е). Она начнется, как только закончится первый канальный импульс с отпиранием транзистора VT3 (момент t2). Процесс формирования ничем не отличается от только что рассмотренного.
Рис. 3. Графики работы схемы.
Отрицательные импульсы нормированной длительности, соответствующие границам между канальными (рис. 3, вывод 11 микросхемы DD1), формируются элементом DD1.4 из продифференцированных импульсов с выводов 3, 4, 10. Их длительностью можно управлять, меняя постоянное напряжение на выводе 12, 13 с помощью подстроенного резистора R13.
Подобные манипуляции приводят к смещению положительных экспоненциальных импульсов с выхода дифференцирующих цепочек по вертикали (рис. 3, вывод 12) относительно уровня опрокидывания элемента DD1.4 (приблизительно 2,5 В). Каскад на транзисторе VT5 инвертирует указанные импульсы и используется в случае применения шифратора совместно с ЧМ-передатчиком.
Если в аппаратуре предусмотрена амплитудная манипуляция, то необходимость в нем отпадает, а вывод 11 микросхемы используется для замыкания на корпус эмиттерной цепи транзистора задающего генератора передатчика либо одного из его промежуточных каскадов.
Детали и конструкция
Печатная плата двухканального варианта приведена на рис. 4. Как видно, потенциометры, связанные с ручками управления, закрепляются непосредственно на плате с помощью хомутиков и проводников, соединяющих выводы потенциометров с отверстиями в плате.
Рис. 4. Печатная плата.
Ручки управления пропускаются сквозь прямоугольные вырезы в плате. Разводка сделана в расчете на применение в конструкции потенциометров типа СП4-1.
Их износостойкость составляет не менее 25000 циклов. Если потенциометры располагать не на печатной плате, то можно использовать практически любые, важно лишь, чтобы их характеристика была типа А (линейная зависимость сопротивления от угла поворота).
Транзисторы могут быть типов КТ315 или КТ3102 с любым буквенным индексом. Микросхему DD1 можно заменить на К561ЛА7. Конденсаторы С1, С2, С4, С6 желательно использовать пленочные или бумажные (К73-17, МБМ и др.). Диоды любые малогабаритные.
Настройка
Настройка периода повторения и длительностей канальных импульсов полностью повторяет аналогичные операции в предыдущем варианте шифратора. Требуемая длительность импульсов командной посылки (0,5 мс) на 11 выводе DD1 устанавливается потенциометром R13.
При реализации восьмиканального варианта период повторения устанавливается равным 20 мс, для чего емкость конденсатора С1 увеличивается до 0,5 мкФ.
Днищенко В. А. 500 схем для радиолюбителей. Дистанционное управление моделями., 2007.