双D触发器设计的触摸开关电路

这是一个用4013组成的触摸开关电路，只要用手触摸一次开关即可接通，再触摸一次开关断开。由于CMOS电路的输入端均为场效应管结构，而场效应管是一种电压控制元件，它有极高的输入阻抗，约几十兆欧。它的输入端几乎不消耗电流，因此只要用手触摸，人体产生的微弱感应电压就足以使电路翻转。电路原理图见图所示。

电路组成：

在本电路中，U1与R1、C1组成单稳态触发器，用来执行延时和消除触摸时的干扰和抖动。电路输入端第3脚所加的二极管VD1为输入端保护二极管，用来泄放积累的电荷和过高的反向电压。U1接成双稳态触发器形式，用来控制继电器K的接通与断开。

原理简介：

当用手触摸4013的第3脚时，人体的感应信号送入U1的CP1端，U1触发翻转，Q1将输出高电平，该高电平一路送入U1的CP2端，使U1触发翻转，Q2（第13脚）输出高电平，经过R2送入V1的基极，驱动继电器K吸合，LED1点亮，表明开关已经接通。另一路通过电阻R1向电容C1充电，由于电容两端电压不能突变，此时U1的Q1高电平加至R1上的第4脚，使得U1复位，Q1输出恢复为低电平，U1的CP2端（第11脚）也为低电平。C1经过一小段时间充满电后，R1上的第4脚恢复为低电平，U1恢复为稳态，等待下次触发。

由于U1是双稳态触发器，当U1再次被触发时，CP2端（第11脚）将再次输入高电平信号，U1再次翻转，Q2（第13脚）将变为低电平，继电器K断开，LED1熄灭。完成一次开、关转换过程。

实验提示：

触摸端可以用导线剥去绝缘皮层后的金属部分代用。由于CMOS集成电路的输入阻抗很高，只需很少的感应电量就能实现触发，因此触摸电路一般都能正常工作。