poster333

Простой электронный ключ

Илья УСИХИН (RW3FY), г. Фрязино Московской обл.

Кому-то в наш век изобилия микроконтроллеров описываемое ниже устройство, может быть, покажется анахронизмом — ведь подобного рода схемы давным-давно стали обыденностью. Однако всегда ли имеет смысл "городить огород" с сооружением программатора, освоением хотя бы простенького программного обеспечения и всех сопутствующих действий, когда речь идёт всего лишь о простенькой "конструкции выходного дня"? Требований минимум — простота и надёжность, экономичность, удобство и поостота в обращении. Ну и, конечно, наличие памяти элемента знака. В общем, всё то, что необходимо иметь в конструкции для начинающего радиолюбителя и обеспечение чего совершенно не требует применения программируемых элементов. Собственно, именно такая задача передо мной и стояла — собрать простой и интуитивно понятный ключ для начинающего. В принципе, на роль подобного устройства идеально подходил бы отлично зарекомендовавший себя ключ от трансивера RA3AO, удовлетворяющий всем моим требованиям. Остановила меня от его повторного изготовления лишь каверзная мысль — "а нельзя ли сделать подобный ключ, но ещё проще9" Всё-таки пять корпусов микросхем для ключа — это многовато!

После недолгих поисков, в результате которых выяснилось — готовых схем электронных ключей с использованием непрограммируемой логики, оказывается, опубликовано не столь уж и много, на глаза мне попалась статья В. Васильева (UA4HAN) "Ключ на двух микросхемах" ("Радио", 1987, N° 9, с. 22). Ключ на двух микросхемах. Вот оно — то, что надо! Просто, со вкусом и без всякой экзотики! Но при .внимательном рассмотрении схемы UA4HAN обнаружился важный, на мой взгляд, недостаток — и такто вый генератор ключа, и генерагоо самоконтроля работают не непрерывно, а манипулируются, да ещё посредством включения и выключения питания микросхемы при каждой посылке! А это ведь обычные простейшие RC-генераторы, отсутствие как минимум ощутимого выбега частоты при манипуляции питания отнюдь не входит в перечень их достоинств. Поэтому было решено схему немножко доработать, сохранив при этом однако, главную идею автора. Суть доработки — и тактовый генератор, и генератор самоконтроля в моей версии ключа, начиная с момента подачи питания, работают непрерывно, а управление подачей их сигналов осуществляется с помощью дополнительных коммутаторов на логических элементах.

Получившаяся в результате схема электронного ключа представлена на рисунке.

Генератор тактовых импульсов собран на элементах DD1.1, DD1.2. Он работает непрерывно, вне зависимости от положения якоря манипулятора. Скорость передачи определяется частотой этого генератора и регулируется переменным резистором R1. Счётчик DD2, работающий в режиме прямого счета, формирует сигналы и паузы с необходимыми соотношениями длительностей. Подачей тактовых импульсов на вход С счётчика DD2 управляет элемент DD1.3. Для разрешения либо запрета передачи тактовых импульсов используется сигнал с выхода 8 счётчика. Б начальном состоянии на входах предустановки счётчика D1—D4 и соответственно на его выходах 1—2—4—8 присутствует код 1111. При этом подача тактовых импульсов запрещена, счётчик находится в режиме записи кода предустановки. Данный код формируется на входах D1— D4 в зависимости от положения якоря манипулятора. При переводе якоря в положение "Точки" в счётчик записывается код 0010, что соответствует команде на выработку "точки и паузы" Этот же код переписывается и на выходы 1—2—4—8 счётчика. Уровень лог. 0, появившийся на выходе 8, разрешает подачу тактовых импульсов на вход С счётчика DD2 и переводит его в режим счёта.

При этом формируется сигнал "точка и пауза", во время формирования которого работа устройства уже не зависит от положения якоря манипулятора. По окончании "паузы" счётчик возвращается в состояние записи кода предустановки, и в него записывается значение, соответствующее текущему положению манипулятора. Формирование "тире и паузы" производится посредством выполнения команды на выработку "двойной точки, точки и паузы” которой соответствует код предустанив ки счётчика 0000. Аналогично формированию "точки" с появлением лог. 0 на выходе 8 DD2 счётчик пеое-водится в режим счёта и производит формирование заданного сигнала, по окончании чего счётчик переводится в состояние записи текущего кода предустановки, определяемого текущим положением манипулятора. Формирование "точки и паузы" занимает четыре тактовых импульса, формирование "тире и паузы" — восемь.

Генератор самоконтроля выполнен на элементах DD3.1, DD3.3. Он работает непрерывно, а подачей его сигнала на динамическую головку самоконтроля управляет элемент OD3.4. Эмиттерный повторитель на транзисторе VT3 позволяет использовать для самоконтроля практически любые звуковые излучатели, в том числе и низкоомные. Уровень сигнала самоконтроля можно варьировать в широких пределах соответствующим выбором сопротивления резистора RI6 Выбором номинала резистора R11 задают комфортный тон самоконтроля.

Управление исполнительными цепями осуществляется с помощью транзистора VT1. Транзистор этот открыт, если хотя бы на одном из выходов либо 2, либо 4 счётчика DD2 присутствует лог. 0 Напряжение на коллекторе VT1 в этом случае близко к напряжению питания. С помощью инвертора DD3.2, управляющего элементом DD3.4, осуществляется разрешение выдачи сигнала самоконтроля, в то время как ключ с открытым коллектором на транзисторе VT2 осуществляет "нажатие" на входе манипуляции трансивера. Если и на выходе 2, и на выходе 4 счётчика DD2 присутствует лог. 1, транзисторы VT1 и VT2 закрыты. Подача сигнала самоконтроля на динамическую головку при этом выключена а ключ "отжат".

Для управления телеграфной манипуляцией современных трансиверов маломощного транзистора с открытым коллектором более чем достаточно. Однако при желании к устройству можно подключать и маломощное электромагнитное реле (либо, например, оптопару, которая обеспечит гальваническую развязку ключа с трансивером). Это интереснее по причине отсутствия механических элементов с ограниченным ресурсом. Транзисторы VT i—VT3 могут быть любые соответствующей структуры с коэффициентом передачи гока более 50 и максимальным током коллектора 30... 100 мА.

Светодиоды HL1, HL2 служат для визуального контроля работы ключа и носят в значительной степени чисто декоративную функцию и поэтому они могут и отсутствовать. Светодиоды могут быть практически любыми, их выбор сегодня огромен, и называть конкретные типы не имеет смысла.

Для защиты от возможного влияния ВЧ-наводок на работу ключа в цепи манипулятора введены элементы R3 R4 С7, С8.

Питание ключа стабилизировано микросхемой DA1, что исключает зависимость работы устройства от изменений напряжения питания и его различных колебаний и бросков. Подобный стабилизатор, помимо своей основной функции неплохо ослабляет также и всевозможные наводки по цепям питания, играя роль своего рода активного фильтра. Стабилизатор DA1 может быть любой с выходным током более 50 мА и выходным напряжением 5... 12 В. Он не является обязательным элементом, поскольку микросхемы серии К561 допускают работу при напряжении питания 3...15 В.

Диод VD1 служит для защиты от подачи питания в неправильной полярности и может быть практически любым маломощным выпрямительным. Диоды VD2—VD5 — любые из серий КД521, КД522, КД503 или им подобные.

Тип используемого звукового излучателя тоже может быть самым разным — от малогабаритных динамических головок и до телефонных капсюлей или микрофонов ДЭМШ. Хорошо подошёл малогабаритный (диаметром 20 мм) динамический звуковой излучатель с сопротивлением 43 Ома от детской игрушки.


Микросхемы серии К561 могут быть заменены на аналогичные серий К1561, 564, К1564, К176, К161, К164 либо импортные аналоги, если пере делать ключ с учётом разницы в логике управления элементов 2ИЛИ-ЧЕ и 2И-НЕ, микросхемы К561ЛЕ5 (DD1, DD3) могут быть заменены на К561ЛА7.

Правильно собранный ключ начинает работать сразу и налаживания не требует, за исключением подбора сопротивления резисторов R11 и R16 в соответствии с индивидуальными предпочтениями оператора. Номинал резистора R9 можно варьировать в зависимости от предполагаемой нагрузки коллекторной цепи транзистора VT1. В случае высокого сопротивления нагрузки в цепи коллектора транзистора VT1, во избежание влияния на работу ключа токов утечки, между коллектором VT1 и общим проводом можно включить резистор сопротивлением около 10 кОм.