单金属片触摸开关和电阻桥触摸开关原理及电路

### 单金属片触摸开关原理及电路 #### 工作原理 单金属片触摸开关是一种简单而有效的电子开关，其核心在于通过人体电容的变化来触发电路的状态改变。这种开关通常利用施密特触发器（例如CD4093或TC4093等）作为主要元件。施密特触发器是一种具有滞回特性的比较器，能够有效滤除噪声信号，确保电路稳定工作。 在图1所示的电路中，仅使用了一片金属片作为触摸感应元件。当手指触碰金属片时，人体与金属片之间的电容会增加，这一微小变化足以引起施密特触发器状态的改变。具体来说： - **IC2-a** 的输出端（第3脚）通常处于某种逻辑状态（高电平或低电平）； - 当手指触碰金属片时，人体与金属片之间的电容变化导致IC2-a的输入发生变化，从而使其输出状态翻转； - 这种状态翻转可以用来控制其他电路，比如LED灯的亮灭。 #### 电路图分析 - **图1** 显示了一个基本的单金属片触摸开关电路。此图提供了施密特触发器的连接方式以及如何将触摸感应部分集成到整个电路中。 ### 电阻桥触摸开关原理及电路 #### 工作原理 电阻桥触摸开关的工作原理不同于单金属片触摸开关，它利用的是电阻桥路中的不平衡状态来检测触摸事件。电阻桥由四个电阻组成，其中一个是可变电阻（通常是触摸片），其余三个电阻固定。当手指触碰触摸片时，由于人体电阻的影响，电阻桥失去平衡，进而触发电路动作。 #### 电路图分析 - **图3** 展示了一个采用LM339的电阻桥触摸开关电路。LM339是一种四路电压比较器，常用于信号检测和处理。 - 电路中的电阻桥由四个电阻组成，其中一个是触摸片（人体电阻的一部分）。当触摸片被触碰时，桥路失去平衡，LM339检测到电压变化并输出相应的信号。 - 通过适当设置阈值电压，可以实现对触摸事件的精确识别。 - **图4** 和图3类似，但采用了LF353N运算放大器替代电压比较器LM339。 - LF353N是一种高性能的双运算放大器，本电路仅使用其中一个放大器。 - 触摸双金属片时，LF353N的输出（第1脚）产生低电平信号，使得发光二极管LED1导通发光。 - **图5** 与图4相似，只是触摸双金属片时，LF353N的输出变为高电平电压，同样可以使发光二极管LED1导通发光。 - **图6** 是一个专为业余无线电CW电报应用设计的电键控制电路，具体工作原理需根据实际应用场景进行分析。 ### 总结 单金属片触摸开关和电阻桥触摸开关都是基于人体接触引起电路参数变化的原理来工作的。前者利用电容变化，后者则依赖于电阻变化。这两种开关都有其独特的优势，可以根据不同的应用场景选择最合适的方案。了解它们的基本原理和电路结构对于电子爱好者和工程师来说是非常有用的。