Способ устранения дребезга сигнала Советский патент 1989 года по МПК H03K5/153 

1

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в автоматике, телемеханике и вы- .числительной технике для устранения дребезга сигнала от механических контактов.

Период следования импульсов дребезга либо остается неизменным на интервале дребезга нажатия и отжатия (эффект камертона), либо период следования импульсов дребезга моио- тонно (или квазимонотонно) увеличивается (либо уменьшается), так что длительность соседних периодов различается не более, чем в N раз.

Цель изобретения - повышение быстродействия и расширение области применения при монотонном и квазнмонотонном изменении длительности периодов следования импульсов дребезга в широком диапазоне возможных значений длительности интервала коммутации сигнала.

Интервал коммутации сигнала включает длительность дребезга нажатия, отжатия и удержания включенного состояния.

Поставленная цель достигается за счет введения адаптивного выбора импульса смены режима анализа отжатия, исходя из периода следования отдельных импульсов дребезга в каждом из этих режимов.

На фиг,1 изображены временные диаграммы, поясняющие фиччические процессы предложенного способа, где

:

ел vi

сд

ЛТ-, 4 Т„ , ЛТ - периоды следования импульсов дребезга; на фиг.2 - функциональная схема варианта устройства для иллюстрации предложенного способа.

Способ устранения дребезга сигнала характеризуется следующими физическими действиями (операциями).

Устанавливают режим анализа процесса нажатия, сравнивают текущее значение входного сигнала с пороговым напряжением и определяют положительные перепады импульсов дребезга в последовательности из п импульсов дребезга нажатия, формируют последовательность первых вспомогательных импульсов, из которых соответствует одному из положительных перепадов дребезга нажатия, причем по первому импульсу из последовательности первых вспомогательных импульсов формируют импульс установки выходного сигнала в единичное положение, кроме того, измеряют интервал времент /jTi t(l ,i)-t(l ,i-l ) между соседними импульсами из последовательности первых вспомога гельных импульсов, а в момент времени t(l,i) формируют контрольный импульс длительностью 4Т | 11-4Т;, где N - положительное число, при этом в момент времени t(l,i) прекращают дальнейшее формирование (1-1)-го контрольного импульса, так что по заднему фронту п-го контрольного импульса формируют импульс смены режима анализа и устанавливают режим анализа процесса-отжатия, сравнивают текущее значение входного сигнала с порого ьм.напряжением и определяют отрицательные перепады импульсов дребезга в последовательности из К импульсов дребезга отжатия, формируют последовательность вторых вспомогательных импульсов, каждый из которых соответствует одному из отрицательных перепадов дребезга отжатия, причем по первому импульсу из последовательности вторых вспомогательных импульсов формируют импульс установки выходного сигнала в нулевое положение, кроме того измеряют интервал времени ЛТ; между соседними имг пульсами из последовательности вторых вспомогательных импульсов, а в момент времени t (3, i) формируют контрольный импульс длительности лТ при этом в момент времени t (З, i)

прекращают дальнейшее формирование (i-1)-го контрольного импульса так, что по заднему фронту К-го контрольного формируют импульс смены режима анализа и устанавливают режим анализа процесса нажатия (исходное состояние для устранения дребезга входного сигнала).

Устройство для устранения дребезга содержит первый, второй н третий одновибраторы 1-1, 1-2, 1-3, с первого по четвертый элементы И 2-1, 2-3, 2-2, 2-4, первый и второй элементы ИЛИ 3-1, 3-2, первый и второй триггеры 4-1, 4-2, элемент И-ИПИ 5, генератор 6 импульсов, преобразователь 7 время - код, блок 8 умножения кодов, преобразователь 9 код - длительность импульса, узел 10 задания . кода, элемент 11 начальной установки.

Прямой вход первого 1-1 одновиб- ратора и инверсный вход второго 1-2

одновибратора объединены и являются входом устройства. Выход первого 1-1 одновибратора соединен с первым входом первого 2-1 элемента И и с первым прямым входом элемента И-ИПИ 5. Выход второго 1-2 одновибратора соединен с прямым Входом второго 2-2 элемента И н вторым прямым входом элемента И-ИЛИ 5, Выход первого 2-1 элемента И соединен с установочным входом первого 4-1 триггера, соединенного своим входом сброса с выходом первого 3-1 элемента И, прямой вход которого подключен к выходу второго 2-2 элемента И. Выход элемента

И-ИПИ 5 соединен с входами Пуск преобразователей 7 и 9, входы тактовой частоты которых объединены и соединены с выходом генератора 6, а также с входом тактовой частоты блока 8 умножения кода.

Выходная шина преобразователя 7 время - код подключена к первой входной шине блока 8 умножения кода, вторая входная шина которого подключена к выходной шине узла 10 задания кода. Выходная шина блока 8 умножения кода подключена к входной DiHHe преобразователя 9 код - длительность импульса, выход которого соединен с инверсным входом третьего 1-3 одновибратора, подключенного своим выходом к первому входу четвертого 2-4 элемента И и прямому входу третьего 2-3 элемента И, Вы

514

ход элемента 1I начальной установки соединен с инверсным входом второго 3-2 элемента ИЛИ и инверсным входом первого 3-1 элемента ИЛИ, Выход третьего 2-3 элемента И соединен с прямым входом второго 3-2 элемента ИЛИ, подключенного своим выходом к установочному входу второго 4-2 триггера, вход сброса которого соединен с выходом четвертого 2-4 элемента И. Выход второго 4-2 триггера соединен с вторым входом первого 2-1 элемента И, инверсным входом второго 2-2 элемента И, третьим прямым и инверсным входом, элемента И-ИПИ 5 а также с инверсным входоь третьего 2-3 элемента И и.вторым входом четвертого 2-4 элемента И. Выход первого 4-1 триггера является выходом уст- ройства.

Устройство для устранения дребезга сигнала работает следующим образом,

На. вход устройства поступает сиг- нал, нажатие и отжатие которого (соответственно переход с низкого уровня на высокий и обратно) сопровождается дребезгом в виде импульсной последовательности в общем виде из п импульсов при нажатии и из К импульсов при отжатии. Первый 1-1 одновиб- ратор формирует импульсы (ПФ) по положительному перепаду входного сигнала (последовательность первых вспо- могательных импульсов), а второй 1-2 одновибратор формирует импульсы (ЭФ) по отрицательному перепаду входного сигнала (последовательность вторых вспомогательных импульсов).

В начальный момент времени t.

выходной сигнал элемента 11 начальной установки устанавливают первый 4-1 триггер в нулевое положение, а второй 4-2 триггер - в единичное по- ложение, что обеспечивает нулевой уровень выходного сигнала и режим анализа процесса нажатия, при котором импульсы ПФ с выхода первого 1-1 рдковибратора поступают на установоч- ный вход первого 4-1 триггера, так что по первому же положительному перепаду входного сигнала нажатия на выходе устройства формируется единичный уровень выходного сигнала,

Кроме того, высокий уровень с выхода второго 4-2 триггера разрешает импульсам ПФ с первого прямого входа элемента 5 поступать на входы Пуск

5 0 5

0

5 0 5

526

преобразователей 7 и 9, При этом на выходе преобразователя 7 время - код будет формироваться код длительностью JT; периода следования имттульсов И, который в блоке 8 умножения кодов преобразуется в код длительностью N.Tj (N - действительное число), который преобразуется преобразователем 9 в импульс соответствующей длительности.

Так как при поступлении импульса на вход Пуск преобразователя 9 форг- мирование импульса начинается заново, .то импульс длительностью . будет сформирован только после прихода последнего п-го импульса П, т,е, отрицательный перепад сигнала на выходе преобразователя 9 формируется в момент времени t t(l,n) + Н-Тп,где t(l,n) - момент времени прихода п- го импульса из последовательности первых вспомогательных импульсов, Тр - измеренная длительность периода последнего импульса дребезга нажатия, N - целое число, выбранное таким образом, чтобы интервал был больше наибольшего возможного значения длительности периода импульсов дребезга Л Т; (фиг,2 з,д). По отрицательному перепаду сигнала на выходе преобразователя 9 третий 1-3 одно- вибратор формирует импульс смены режима анализа, который, пройдя четвертый 2-4 элемент И, сбросит второй 4-2 триггер в нулевое состояние,при котором устанавливается режим анализа отжатия (фиг,2 в), С приходом дребезга отжатия (фиг,2 г) импульсы ЯЛ. на втором прямом входе элемента И-ИЛИ 5 будут поступать с его выхода на входы Пуск преобразователей 7 и 9 и режим анализа дребезга отжатия будет проведен аналогично описанному. При этом по первому импульсу из последовательности вторых вспомогательных импульсов первый 4-1 триггер бу- дет сброшен в нулевое состояние - закончится формирование выходного сигнала, длительность и фаза которого соответствуют входному сигналу, а по К-му импульсу (последнему в последовательности вторых вспомогательных импульсов) будет с задержкой в N; uT единиц времени сформирован импульс смены режима анализа, т,е, устройство перейдет в исходное состояние анализа режима нажатия (фиг,2 б,е,з). Таким образом, через

71

N TK единиц времени лосле окончания дребезга отжатия устройство готово к приему очередного входного сигнала,

Применение блоков обработки сигналов позволяет организовать оптимальные условия для формирования выходного сигнала при изменении параметров дребезга входного сигнала в широких пределах и достижение .при этом высокого бнстродействия как с точки зрения задержки формирования -выходного сигнала, так и по времени готовности к приему следующего входного сигн.ала, что позволяет рас° ширить область применения способа на случай, когда сигнал с дребезгом формируется не только блоками с электромеханическими контактами.

Лпя типичных значений длительности дребезга нажатия и отжатия в диапазоне 1-5П мс при числе импульсов дребезга 1П-ШП предложенный способ позволяет, например, при частоте так та преобразователей 10 мГц, их разрядности, равной 16 и , обрабатывать импульсы дребезга с периодом от 200 НС до 26 МКС, что соответствует современному уровню техники,

Формула изобретения Способ устранения дребезга сигна- jia, в котором формируют в начальный момент времени t импульс установ- выходного сигнала в нулевое положение и установки режима анализа процесса нажатия, сравнивают текущее значение входного сигнала с пороговым напряжением и определяют по- ложительные перепады импульсов дребезга в последовательности из п импульсов дребезга нажатия, формируют в момент времени t (1, i), который соответствует (i-му) полозкительно- му перепаду импульса дребезга сигнала, где 1 1, 2п, первый вспомогательный импульс, формируют в момент времени t(l ,1) импульс установки выходного сигнала в единичное положение, формируют в момент времени t импульс установки режима анализа процесса отжатия в режиме анализа процесса отжатия, сравнивают текущее значение входного сигнала с по роговым напряжением и определяют отрицательные фронты импульсов дребез

8

га в последовательности из К импульсов дребезга отжатия, формируют в момент времени t (3, i), который соответствует отрицательному фронту импульса дребезга сигнала, где 1 1,2,..., К, второй вспомогательный импульс, формируют; в момент времени t (3,1 ) импульс, установки выходного сигнала в нулевое положение, завершают формирование выходного сигнала, свободного от дребезга и совпадающего по фазе и длительности с входным сигналом, формируют в момент времени t4 импульс установки режима анализа процесса нажатия - исходное состояние для устранения дребезга входного сигнала, о т л и - ч а ю DI и и jc я тем, что, с целью повышения быстродействия и расширения области применения при монотонном и квазимонотонном изменении длительности периодов следования импульсов дребезга в широком диапазоне возможных значений длительности интервала коммутации сигнала, в- режиме анализа процесса нажатия измеряют интервал времени /dT; t(l,i) - t(l,i-l) который соответствует периоду следЬ- вания первых вспомогательных импульсов, формируют в момент времени t(l,i) i-й контрольный импульс длительностью Л Т N-4T;, где N - положительное число, при этом в момент времени t(l,i) прекрар1ают дальнейшее формирование (i-1)-го контрольного импульса, при этом импульс установки режима анализа-отжатия в момент времени t t(,n) + соответствует заднему фронту п-го контрольного импульса длительностью

AT

N -ЛТп, в режиме анализа процесса отжатия измеряют .интервал времени 4Т ,- t(3,i) - t(3,i-l), который соответствует периоду следования вторых вспомогательных импульсов,формируют в момент времени t(3,i) i-й контрольный импульс дпительностью 4Т ; N /sT;, при этом в момент времени t(3,i) прекращают дальнейшее формирование ( i-1 )-го контрольного импульса так, что импульс установки режима анализа нажатия в момент времени t4. t(3,K) + N-лТц соответствует заднему фронту К-го контрольного импульса длительностью у N ЛТ.

«3

VO

U

П5

0)

«)

i1

ti

1i

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в автоматике, телемеханике и вычислительной технике для устранения дребезга сигнала от механических контактов. Целью изобретения является повышение быстродействия и расширение области применения при монотонном и квазимонотонном изменении длительности периодов следования импульсов дребезга в широком диапазоне возможных значений длительности интервала коммутации сигнала. Интервал коммутации сигнала включает длительность дребезга нажатия, отжати и удержания включенного состояния.Поставленная цель достигается за счет введения адаптивного выбора длительности импульса смены режима анализа нажатия и отжатия, исходя из периода следования отдельных импульсов дребезга в каждом из этих режимов, В описании приведен пример вьтолнения устройства, реализующего предложенный способ. 2 ил. с (Л С

Фаз. 2