Однополюсный переключатель управляет цифровым потенциометром

Эта схема является развитием и упрощением другой (Рисунок 1 [1]). Как отмечено в описании предыдущей конструкции, с помощью двухполюсного двухпозиционного клавишного переключателя S₁ можно создать эффект «прямого» или «обратного счета» на входе цифрового потенциометра CAT5114. Установка переключателя в верхнюю позицию приводит к тому, что контакт S_1A заземляет вход элемента IC_1A, вследствие чего триггер на логических элементах «И-НЕ» IC_1A и IC_1B переключается, и на его выходе устанавливается высокий уровень, подающий потенциометру CAT5114 команду на прямой счет. Одновременно контакт S_1B через резистор 10 кОм разряжает конденсатор 1 мкФ на верхнем по схеме входе элемента IC_1C. В результате на выходе элемента IC_1C также устанавливается высокий уровень, включая генератор на элементе IC_1D. Аналогично, при перемещении переключателя в нижнюю позицию контакт S_1B заземляет вход элемента IC_1B, и логический уровень на выходе триггера становится низким, подавая потенциометру CAT5114 команду на обратный счет. Одновременно контакт S_1A через резистор 10 кОм разряжает конденсатор 1 мкФ на нижнем по схеме входе элемента IC_1D.

Рисунок 1.	Это оригинальная схема, опубликованная в [1].

Первым шагом в упрощении этой конструкции является такое изменение подключения контактов переключателя S₁, чтобы исключить перекрестное соединение секций A и B между линиями управления триггером и схемой включения генератора. Перестроить структуру интерфейса можно так, как показано на Рисунке 2. В этой схеме S_1A управляет триггером, а S_1B – включением генератора. Этот шаг непосредственно не уменьшает количество деталей в схеме, однако делает более очевидным последующий шаг. Следующим шагом в упрощении является признание того, что две RC-цепочки на входах IC_1C выполняют одну и ту же функцию, но в противоположных положениях переключателя. Что касается элемента IC_1C, то в любом положении переключателя его функция заключается в том, чтобы устранить дребезг контактов и, в конечном итоге, включить генератор. Таким образом, нужна только одна RC-цепочка, и она может подключаться в обеих активных позициях переключателя S_1B (Рисунок 3). Перемещение переключателя в любом направлении разряжает конденсатор 1 мкФ через резистор 10 кОм, в результате чего на выходе IC_1C устанавливается высокий уровень, включающий генератор. При отпускании переключателя контакт S_1B переходит в разомкнутое, или выключенное состояние, конденсатор 1 мкФ перезаряжается через резистор 100 кОм, и генератор выключается.

Рисунок 2.	Схему интерфейса переключателя на Рисунке 1 можно изменить.

Рисунок 3.	Можно упростить структуру цепи включения генератора, как показано на рисунке.

Последний шаг упрощения основан на том, что единственным назначением элемента IC_1C и RC-фильтра на его входе является получение высокого логического уровня всякий раз, когда переключатель S₁ находится в любом из своих активных положений. Правда, RC-фильтр необходим для устранения дребезга контактов переключателя, однако фактическая информация о замыкании переключателя, доступная на контакте S_1B, также доступна и на S_1A. Таким образом, для прямого контроля контактов S_1A можно просто использовать элемент IC_1C. А RC-фильтр можно перенести на вход IC_1D. Этот шаг позволяет упростить переключатель S₁, поменяв двухполюсную конфигурацию на однополюсную, что означает возможность использования более дешевого переключателя. Поскольку теперь RC-фильтр подавления дребезга подключается к низкоомному выходу элемента IC_1C, сопротивление R можно увеличить, тем самым уменьшив величину емкости C, необходимой для формирования той же постоянной времени. Это означает, что можно использовать более дешевые конденсаторы меньшей емкости. Можно также во всех четырех позициях использовать резисторы одного и того же номинала 100 кОм, чтобы сократить номенклатуру необходимых компонентов. Окончательная схема изображена на Рисунке 4.

Рисунок 4.	В этой схеме используется меньше компонентов, и дешевле, чем в схеме на Рисунке 1.

Ссылка

1. Chuck Wojslaw. Цифровым потенциометром управляет один переключатель.

Материалы по теме

1. Datasheet ON Semiconductor CAT5114
2. Datasheet Texas Instruments SN74HC132