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2013年11月 2日 (土)

T/R電源切り替えスイッチ回路追加

Schematics に T/R電源切り替えスイッチ回路を追加しました。
トランシーバーなどによく使われる。2石(3石)の簡単な送受信電源切り替えスイッチ回路です。NPN と PNPのトランジスターを使って最小限の回路で電源を切り替えることが出来ます。図の回路では Ic 100mA 程度の切り替えですが、トランジスターを選ぶことによって大きな電流を切り替えることが出来ます。
Tr_sw
 動作原理は通常受信状態では 電源からベースに繋がる抵抗によって、NPNトランジスターが ONして、ベースの電圧がエミッタに出力されます。この回路では受信電源として電圧変動に対して安定させたい為、ツェナーダイオードで 12V を安定化して 11V をトランジスターのベースに加えています。トランジスタのベースエミッター間の電圧降下でエミッタには 10.3V程度の簡易的に安定化された電圧が出力されますので、電池を使った場合など電圧変動に敏感なハンディ機には有効だと考えます。
 最近では Low Drop タイプの安定化 ICがありますが、切り替え回路と同時に安定化出来るのが簡易型のメリットです。 VCO などには個別に IC を入れた方が良いかも知れません。
 送信回路の動作を説明すると、スイッチを押すか、切り替えトランジスタに High をかけるかした場合に、 RX 用のNPNトランジスターのベース電圧がダイオードを通じて GND にショートされますので、ダイオードの順方向電圧がベースにかかりますが、トランジスターのベースエミッタ電圧と相殺されて、 RX電圧は OFF になります。
そして 送信側の PNPトランジスターのベースが R1 抵抗を通じて GND に電流が流れますから、TX端子にコレクタ・エミッタ間の電圧降下はありますので、 12V -0.3V = 11.7V 程度の電圧が出力されます。電流を多く流したい場合はトランジスタを高容量のものに変えますが、仮に 1A 流せて、電流増幅率 hfe が 100 程度のトランジスターの場合 1A ÷ 100 = 10mA 程度のベース電流が必要ですので、 R1 は ( 12V -0.7V)÷0.01A = 1130 Ω ぐらいは必要になります。 hfe は電流を流した場合減少傾向になるので余裕を見て 820Ω ぐらいに設定するのがよいかと思います。
また、この場合抵抗には (12V-0.7V) x(12V-0.7V)/820Ω = 0.15W 程電力消費しますので、 1/4W 程度が必要になります。この抵抗の電力を減らしたい場合はPNP トランジスターをダーリントン接続などにします。

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