一种反应快捷可靠的触摸开关电路的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种反应快捷可靠的触摸开关电路，由采用小电容大电阻的多谐振荡器电路、频率电压转换电路和电压鉴别电路依次连接构成；电压鉴别电路为施密特触发器；频率电压转换电路的集成电路的CMPRIN引脚分别与第五电阻和第七电阻的一端连接；第五电阻的另一端与接地；第七电阻接12v电源；频率电压转换的集成电路的IOUT引脚分别与第四电容、第九电阻和第十电阻的一端连接，第十电阻与第五电容的另一端连接，第十电阻另一端还与施密特触发器的输入端连接；施密特触发器输出端连接继电器。本实用新型电路免除了普通开关的机械运动和触点接触，将其转化为继电器触点的运动和接触，提高了机械运动和接触的可靠性。
【专利说明】一种反应快捷可靠的触摸开关电路
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种开关电路，特别是涉及一种反应快捷可靠的触摸开关电路。
【背景技术】
[0002]目前许多家用电器的控制开关都是采用微动开关，由于带有移动部件，但是微动开关如果开关的使用频率较高、时间较长，开关容易产生接触不良的现象。
实用新型内容
[0003]本实用新型的目的克服现有技术存在的问题，提供一种避免产生接触不良现象的反应快捷可靠的触摸开关电路
[0004]本实用新型开发了一种能将物体的湿度转换成与湿度成一定程度正比的电压信号的电路，利用此电路可以检测人体手指对电极的接触面，通过对人体手指在电极上的接触面就可以检测到人体手指是否处于按键状态，是否正在进行连续按键动作。本实用新型采用触摸式开关替代微动开关；由于没有移动部件，因此触摸开关更加可靠，设计一种感应人体手指接触的电路，实现触摸开关的功能，用作替代微动开关在各个方面的应用。
[0005]本实用新型目的通过下述技术方案实现
[0006]一种反应快捷可靠的触摸开关电路，由采用小电容大电阻的多谐振荡器电路、频率电压转换电路和电压鉴别电路依次连接构成；电压鉴别电路为施密特触发器；
[0007]所述采用小电容大电阻的多谐振荡器电路包括高阻抗运算放大器、负反馈电阻、第一正反馈电阻、第二正反馈电阻和电容器；负反馈电路由负反馈电阻和电容器组成，正反馈电路由第一正反馈电阻和第二正反馈电阻组成；高阻抗运算放大器的负极分别与负反馈电阻和电容器的一端连接；高阻抗运算放大器的正极分别与第一正反馈电阻和第二正反馈电阻的一端连接，电容器的另一端和第二正反馈电阻的另一端分别接地；第一正反馈电阻的另一端和负反馈电阻的另一端都与运算放大器的输出端连接；
[0008]所述频率电压转换电路包括频率电压转换的集成电路、第四电阻、第五电阻、第六电阻、第七电阻、第八电阻、第九电阻、第十电阻、第二电容器、第三电容器、第四电容器和第五电容器；频率电压转换的集成电路的CMPRIN引脚分别与第五电阻和第七电阻的一端连接；第五电阻的另一端与接地；第七电阻接12v电源；频率电压转换的集成电路的1UT引脚分别与第四电容、第九电阻和第十电阻的一端连接，第四电容和第九电阻的另一端都与第五电容的一端连接，第十电阻与第五电容的另一端连接，第十电阻另一端还与施密特触发器的输入端连接；频率电压转换的集成电路的VDD引脚接12v电源；频率电压转换的集成电路的R/C引脚分别与第六电阻和第三电容的一端连接；频率电压转换的集成电路的IREF引脚与第八电阻一端连接；第四电容、第九电阻、第八电阻和第三电容的另一端都与频率电压转换的集成电路的GND引脚连接；频率电压转换的集成电路的THR引脚分别与第二电容的另一端和第四电阻的一端连接，第四电阻和第六电阻的另一端都与12v电源连接；
[0009]施密特触发器输出端连接继电器，施密特触发器输出端输出高电位或者低电位电压。
[0010]为进一步实现本实用新型目的，优选地，所述频率电压转换的集成电路选用电路型号为LM331AN集成电路。
[0011]所述高阻抗运算放大器选择CA3140运算放大器。
[0012]所述第一电容器为带绝缘层的金属电极。
[0013]所述负反馈电阻的电阻值为IM Ω - 300ΜΩ。
[0014]所述第一正反馈电阻和第二正反馈电阻的电阻值都为20ΚΩ - 500ΚΩ。
[0015]所述的电容器由两金属电极组成相对设置形成。
[0016]所述的两金属电极间隔0.3毫米-2厘米，便于手指按压。
[0017]相对于现有技术，本实用新型具有如下优点:
[0018]I)本实用新型电路免除了普通开关的机械运动和触点接触，将其转化为继电器触点的运动和接触，提高了机械运动和接触的可靠性。这是因为在继电器的环境下，触点的接触所受的驱动力是由线圈中流过的电流提供的，每一次开关动作所受的力完全相等，避免了手按开关时力度大小不均的问题，同时继电器中的触点处于密封状态避免了触点的污染。
[0019]2)本实用新型电路由于没有了机械运动，易于实现开关触点的保护，可以做到使开关触点完全处于惰性气体的保护中，避免触点的高温氧化问题，使开关过程更加可靠。
【专利附图】
【附图说明】
[0020]图1是本实用新型的电路结构示意图。
[0021]图2是本实用新型的实际应用电路图。
【具体实施方式】
[0022]为更好的理解本实用新型，下面结合附图对本实用新型作进一步的说明，但是本实用新型的实施方式不限如此。
[0023]如图1所示，一种反应快捷可靠的触摸开关电路，由采用小电容大电阻的多谐振荡器电路、频率电压转换电路和电压鉴别电路依次连接构成；电压鉴别电路主要由施密特触发器U3组成；
[0024]如图2所示，采用小电容大电阻的多谐振荡器电路包括高阻抗运算放大器U1、负反馈电阻R1、第一正反馈电阻R2、第二正反馈电阻R3、以及由两金属电极DJ1、DJ2组成的第一电容器Cl ;负反馈电路由负反馈电阻Rl和第一电容器Cl组成，第一电容器Cl由两根金属电极DJ1、DJ2间隔2 - 8厘米相对设置形成；正反馈电路主要由第一正反馈电阻R2和第二正反馈电阻R3组成；高阻抗运算放大器Ul的负极分别与负反馈电阻Rl和第一电容器Cl的一端(金属电极DJl)连接；高阻抗运算放大器Ul的正极分别与第一正反馈电阻R2和第二正反馈电阻R3的一端连接，第一电容器Cl的另一端(金属电极DJ2)和第二正反馈电阻R3的另一端分别接地；第一正反馈电阻R2的另一端和负反馈电阻Rl的另一端都与高阻抗运算放大器Ul的输出端连接。负反馈电阻Rl取值优选可为IM Ω - 300ΜΩ，在第一电容器Cl的不同电容取值，第一电容器Cl的电容取值和负反馈电阻的电阻取值共同决定第一电容器的电充的时间，设k为振荡周期系数，R为负反馈电阻Rl的电阻值；C为第一电容器Cl的电容取值JjT = kXRXC(负反馈电路构成典型的RC电路)；T为采用小电容大电阻的多谐振荡器电路一个振荡周期的时间。可见，本实用新型通过调节第一电容器Cl的电容大小可以方便调节其电路振荡频率的高低。电容器的电容取值的最小值可为2pf - 3pf。
[0025]高阻抗运算放大器Ul具有较高的工作频率和较大的输入阻抗，输入阻抗一般大于IX 112 Ω，可选择CA3140运算放大器，或者选用功能相同的其它类型的运算放大器。
[0026]第一电容器Cl为带绝缘层的金属电极。
[0027]负反馈电阻Rl的电阻值为IM Ω -300ΜΩ，如本图2实施方式中，负反馈电阻Rl的电阻值选用1.2ΜΩ ;负反馈电阻Rl与金属电极DJl，DJ2形成的电容配合，使得采用小电容大电阻的多谐振荡器电路的振荡频率处于十到三十千赫，以满足频率电压转换电路的工作需要。
[0028]第一正反馈电阻和第二正反馈电阻的电阻值可都为20ΚΩ - 500ΚΩ ;如本实施方式中，第一正反馈电阻R2和第二正反馈电阻R3的电阻值分别选用300ΚΩ和20ΚΩ。第一正反馈电阻R2和第二正反馈电阻R3组成正反馈电路，能够将高阻抗运算放大器Ul的输出电压的1/4 - 1/2输入到高阻抗运算放大器Ul的正输入端。
[0029]频率电压转换电路包括频率电压转换的集成电路U2、第四电阻R4、第五电阻R5、第六电阻R6、第七电阻R7、第八电阻R8、第九电阻R9、第十电阻R10、第二电容器C2、第三电容器C3、第四电容器C4、第五电容器C5 ;其中第二电容器C2为连接多谐震荡器和频率电压转换器的桥梁。频率电压转换的集成电路U2的CMPRIN引脚分别与第五电阻R5和第七电阻R7的一端连接；第五电阻R5的另一端与接地；第七电阻R7接12v电源；频率电压转换的集成电路U2的1UT引脚分别与第四电容C4、第九电阻和第十电阻RlO的一端连接，第四电容C4和第九电阻的另一端都与第五电容C5的一端连接,第十电阻RlO与第五电容C5的另一端连接，第十电阻RlO另一端还与施密特触发器U3的输入端连接；频率电压转换的集成电路U2的VDD引脚接12v电源；频率电压转换的集成电路U2的R/C引脚分别与第六电阻R6和第三电容C3的一端连接；频率电压转换的集成电路U2的IREF引脚与第八电阻R8—端连接；第四电容C4、第九电阻、第八电阻R8和第三电容C3的另一端都与频率电压转换的集成电路U2的GND引脚连接；频率电压转换的集成电路U2的THR引脚分别与第二电容C2的一端和第四电阻R4的一端连接，第四电阻R4和第六电阻R6的另一端都与12v电源连接。第二电容C2的另一端与高阻抗运算放大器Ul的输出端连接。
[0030]频率电压转换的集成电路U2选用电路型号为LM331AN集成电路，或者其它功能相同的集成电路。
[0031]施密特触发器U3输出端输出高电位或者低电位电压，施密特触发器U3输出端连接继电器。
[0032]第四电阻R4、第五电阻R5、第六电阻R6、第七电阻R7、第八电阻R8、第九电阻R9、第十电阻R10、第二电容器C2、第三电容器C3、第四电容器C4和第五电容器C5的电阻值或者电容值可以根据频率电压转换的集成电路U2的要求选用；如图2的实施方式中，第四电阻R4、第五电阻R5、第六电阻R6、第七电阻R7、第八电阻R8、第九电阻R9、第十电阻RlO分别选用电阻值为10ΚΩ、20ΚΩ、1ΚΩ、10ΚΩ、1ΚΩ、25ΚΩ和25ΚΩ的电阻；第二电容器C2、第三电容器C3、第四电容器C4和第五电容器C5分别选用电容为470pf、470pf、luF和IUf。
[0033]本实用新型反应快捷可靠的触摸开关电路工作时，由采用小电容大电阻的多谐振荡器电路产生一定频率的方波振荡电压，该振荡电压通过频率电压转换电路降振荡电压转换为一个电压值，这一电压值使电压鉴别电路不会动作(可设定该电压值使电压鉴别电路不会动作)。当人的手指接触到带有绝缘的金属电极DJ1、DJ2时，由于人的手指中含有水分，使得两金属电极DJ1、DJ2之间的介电常数发生改变,从而使金属电极DJ1、DJ2之间的电容量发生显著改变，使多谐振荡器电路的输出的电压频率发生改变，通过频率电压转换电路，将这一电压频率的改变转换为一个电压值的变化，电压值的变化触发电压鉴别电路，使其输出状态发生改变，如原来输出的是低电位电压，改变后变成输出高电位电压，利用这种输出状态的变化就可以控制继电器或者其它电路的工作状态，实现机械式开关的功能。
[0034]反应快捷可靠的触摸开关电路是一种用于触摸的开关电路。其中金属电极DJ1、DJ2为带有绝缘层的金属片，两片金属片通过包裹绝缘层并且标示按键开关的位置。该开关电路免除了普通开关的机械运动和触点接触，将其转化为继电器触点的运动和接触，提高了机械运动和接触的可靠性。在继电器的环境下，触点的接触所受的驱动力是由线圈中流过的电流提供的，每一次开关动作所受的力完全相等，避免了手按开关时力度大小不均的问题，同时继电器中的触点可处于密封状态，避免触点的污染。而且本实用新型开关电路由于没有了机械运动，易于实现开关触点的保护，可以做到使开关触点完全处于惰性气体的保护中，避免触点的高温氧化问题，使开关过程更加可靠。
【权利要求】
1.一种反应快捷可靠的触摸开关电路，其特征在于由采用小电容大电阻的多谐振荡器电路、频率电压转换电路和电压鉴别电路依次连接构成；电压鉴别电路为施密特触发器； 所述采用小电容大电阻的多谐振荡器电路包括高阻抗运算放大器、负反馈电阻、第一正反馈电阻、第二正反馈电阻和电容器；负反馈电路由负反馈电阻和电容器组成，正反馈电路由第一正反馈电阻和第二正反馈电阻组成；高阻抗运算放大器的负极分别与负反馈电阻和电容器的一端连接；高阻抗运算放大器的正极分别与第一正反馈电阻和第二正反馈电阻的一端连接，电容器的另一端和第二正反馈电阻的另一端分别接地；第一正反馈电阻的另一端和负反馈电阻的另一端都与运算放大器的输出端连接； 所述频率电压转换电路包括频率电压转换的集成电路、第四电阻、第五电阻、第六电阻、第七电阻、第八电阻、第九电阻、第十电阻、第二电容器、第三电容器、第四电容器和第五电容器；频率电压转换的集成电路的CMPRIN引脚分别与第五电阻和第七电阻的一端连接；第五电阻的另一端与接地；第七电阻接12v电源；频率电压转换的集成电路的1UT引脚分别与第四电容、第九电阻和第十电阻的一端连接，第四电容和第九电阻的另一端都与第五电容的一端连接，第十电阻与第五电容的另一端连接，第十电阻另一端还与施密特触发器的输入端连接；频率电压转换的集成电路的VDD引脚接12v电源；频率电压转换的集成电路的R/C引脚分别与第六电阻和第三电容的一端连接；频率电压转换的集成电路的IREF引脚与第八电阻一端连接；第四电容、第九电阻、第八电阻和第三电容的另一端都与频率电压转换的集成电路的GND引脚连接；频率电压转换的集成电路的THR引脚分别与第二电容的另一端和第四电阻的一端连接，第四电阻和第六电阻的另一端都与12v电源连接； 施密特触发器输出端连接继电器。
2.根据权利要求1所述的反应快捷可靠的触摸开关电路，其特征在于，所述频率电压转换的集成电路选用电路型号为LM331AN集成电路。
3.根据权利要求1所述的反应快捷可靠的触摸开关电路，其特征在于，所述高阻抗运算放大器选择CA3140运算放大器。
4.根据权利要求1所述的反应快捷可靠的触摸开关电路，其特征在于，所述第一电容器为带绝缘层的金属电极。
5.根据权利要求1所述的反应快捷可靠的触摸开关电路，其特征在于，所述负反馈电阻的电阻值为IM Ω - 300ΜΩ。
6.根据权利要求1所述的反应快捷可靠的触摸开关电路，其特征在于，所述第一正反馈电阻和第二正反馈电阻的电阻值都为20ΚΩ - 500ΚΩ。
7.根据权利要求1所述的反应快捷可靠的触摸开关电路，其特征在于，所述的电容器由两金属电极组成相对设置形成。
8.根据权利要求8所述的反应快捷可靠的触摸开关电路，其特征在于，所述的两金属电极间隔0.3晕米-2厘米。
【文档编号】H03K17/96GK204068920SQ201420506981
【公开日】2014年12月31日 申请日期:2014年9月3日 优先权日:2014年9月3日
【发明者】伍明华 申请人:华南理工大学