Kontakt chatter

Den aktuelle version af siden er endnu ikke blevet gennemgået af erfarne bidragydere og kan afvige væsentligt fra den version , der blev gennemgået den 20. oktober 2020; checks kræver 2 redigeringer .

Kontaktbounce  er et fænomen, der forekommer i elektromekaniske koblingsanordninger og -anordninger ( knapper , relæer , reed -afbrydere , kontakter , kontaktorer , magnetiske startere osv.), som varer nogen tid efter , at de elektriske kontakter er lukket. Efter lukningen sker der gentagne ukontrollerede lukninger og åbninger af kontakterne på grund af materialernes og dele af kontaktsystemets elasticitet - i nogen tid preller kontakterne af hinanden under kollisioner, hvorved det elektriske kredsløb åbnes og lukkes.

Afhængigt af kontaktsystemets størrelse, vægt, materiale og design er bounce-tiden (tiden fra første kontakt til dæmpning af mekaniske vibrationer og etablering af en stabil kontakt) 0,5–2 ms for miniature reed-afbrydere og opefter til hundreder af millisekunder for kraftfulde kontaktorer.

Bounce observeres også ved åbning af elektromekaniske kontakter.

De skadelige virkninger af raslen

Næsten alle mekaniske knapper, kontaktorer og kontakter er tilbøjelige til at hoppe i en eller anden grad.

Kontakt bounce er næsten altid [1] uønsket i tekniske enheder. Så for eksempel, når der skiftes kraftige elektriske kredsløb , opstår der gentagen tænding og slukning af en elektrisk lysbue eller gnister mellem kontakterne, hvilket forårsager øget slid på kontakterne.

Nogle elektroniske komponenter , såsom elektrolytiske kondensatorer , har en begrænset ressource med hensyn til antallet af genopladningscyklusser med høje pulserende strømme. At skifte sådanne kondensatorer med elektromekaniske kontakter kan reducere deres levetid.

Ved brug af elektromekaniske kontakter (såsom knapper) til at styre digitale elektroniske enheder, skal der tages hensyn til den skadelige effekt af chatten. Bounce forårsager ikke uønskede bivirkninger på digitale enheders asynkrone indgange (f.eks. indgange til indstilling af triggere , tællere , skifteregistre til en af ​​starttilstandene), men direkte kontrol fra mekaniske kontakter af synkrone indgange på digitale enheder (tæller indgange på triggere, tælle input af tællere og etc.), hvilket uundgåeligt vil føre til kodefejl under driften af ​​sådanne enheder - tilfældige flere ændringer i tilstanden af ​​tællere, skifteregistre.

Måder at eliminere den uønskede indflydelse fra chatter

Chatter er grundlæggende umuligt at eliminere eller reducere uden at ændre det mekaniske design af kontaktsystemet. Nogle typer af kontaktsystemer, for eksempel en glidetype (brugt i kiks-afbrydere, nogle typer af knapper, for eksempel i P2K-type kontakter) har praktisk talt ingen bounce.

En anden konstruktiv måde at eliminere skravering i elektromekaniske afbrydere med lav strøm er brugen af ​​kviksølv -  fugtede kontaktpar. I disse taster går det elektriske kredsløb ikke i stykker under kontakternes "hopping" under skravling, da når de faste kontakter åbnes mekanisk, dannes der broer af flydende kviksølv mellem dem.

I strømafbrydere, relæer, gnistslukningskæder bruges ofte til at reducere koblingsslid på kontakter .

Hardware-måder til at eliminere indflydelsen fra chatter

Ved styring af de afvisningskritiske indgange på digitale enheder bruges specielle elektroniske kredsløb (et eksempel med en trigger i figur 2) eller en anden type: signalet fra kontakten føres gennem et lavpasfilter (i det enkleste tilfælde en RC-kredsløb) til et elektronisk kredsløb med en statisk overførselskarakteristik, der har en hysteresesløjfe (for eksempel Schmitt-trigger ), og allerede denne enheds udgang bruges til at clocke den digitale enhed.

En variant af et sådant filter med en inverterende Schmitt-trigger og et lavpasfilter ved dets indgang og en knap med kun én startkontakt er vist i figur 3.

Når knappen ikke trykkes ned, er spændingen på kondensatoren omtrent lig med forsyningsspændingen, derfor overstiger spændingen ved triggerindgangen dens øvre tærskel, og da triggeren inverterer, vil dens udgang have en lav spænding tæt på jordspænding eller en logisk "0"-tilstand.

Når du trykker på knappen, aflades kondensatoren meget hurtigt til nul spænding, spændingen ved triggerindgangen vil falde under den nedre koblingstærskel, og triggerudgangen vil indstille en spænding tæt på forsyningsspændingen - logikkens tilstand "1 ".

Kredsløbets tidskonstant er valgt bevidst længere end den dæmpende tid , derfor har kondensatoren under springet, når knapkredsløbet kort åbnes, ikke tid til at lade op til den nedre udløseromskiftningstærskel og en stabil logisk tilstand "1" bibeholdes ved triggerudgangen.

Efter at knappen er sluppet, oplades kondensatoren gradvist gennem modstanden, og når spændingen på den når over udløserens øvre omskiftningstærskel, skifter triggerudgangen til den logiske "0" tilstand.

Software måder at eliminere indflydelsen fra chatter

Inden for databehandling, for eksempel mikroprocessorsystemer , udføres kontaktbounce-undertrykkelse normalt af software. I dette tilfælde bruges ikke signalet fra kontakten med hoppet som et timing-signal, men en specielt dannet en-bit boolsk variabel forbundet med den .

I softwaredannelsen [3] af et signal, der er ryddet for afvisning, er tre af dem mest udbredt:

  1. Ved at indstille en tidsforsinkelse - programmet, efter at have registreret kontaktens lukkede tilstand, ignorerer dens tilstand i et stykke tid, åbenbart længere end varigheden af ​​hoppet, og efter dette tidspunkt kontrollerer kontaktens tilstand igen. Hvis kontaktens tilstand efter dette tidspunkt er lukket, ændrer den tilsvarende variabel sin værdi.
  2. Ved at tælle antallet af sammenfaldende værdier af lukkesignalet - læser programmet gentagne gange kontaktens tilstand, og hvis et vist antal bekræftelser af lukning fulgte inden for en specificeret tidsperiode (bestemt eksperimentelt og valgt i området fra 10 til 100), anses kontakten for at være stabilt lukket.
  3. Steady state-tidsberegningsmetode - programmet læser gentagne gange kontakttilstanden i et bestemt tidsrum. Hvis der ikke registreres en tilstandsændring til det modsatte inden for den angivne tid, anses kontakten for at være stabilt lukket. Ellers, hvis en tilstandsændring er blevet detekteret inden for den specificerede tid, afbrydes tidstællingen (eller fortsætter, men med et flag sat eller tæller antallet af tilstandsændringer for at evaluere den fysiske tilstand af de mekaniske kontakter) og kontakt anses for åben eller i en ustabil tilstand (hvis sådanne oplysninger bruges i programmet).

Se også

Noter

  1. ↑ Det blev foreslået at bruge kontakt bounce til at generere tilfældige sekvenser af tal, varigheden af ​​lukke-åbning er tilfældig og adlyder en normalfordeling .
  2. ↑ Ulempen ved dette kredsløb er behovet for at bruge en skiftekontakt, og ikke den enkleste normalt åbne eller normalt lukkede kontakt
  3. ↑ RD Yershov, VP Voytenko, VA Bychko. Software-baseret kontakt-debouncing-algoritme med programmerbar Auto-Repeat-profilfunktion  //  Proceeding of 2019 International Scientific-Practical Conference Problemer med infokommunikation. Videnskab og teknologi (PIC S&T'2019). - Kiev, Ukraine: IEEE, 2019. - S. 813-819 . - doi : 10.1109/PICST47496.2019.9061500 . Arkiveret fra originalen den 7. august 2020.

Litteratur

Titze U., Shenk K. Halvlederkredsløb. Bind I. - 12. udgave - M . : DMK-Press, 2007. - 832 s. — ISBN 5940741487 .

Links