Способ устранения дребезга сигнала

 

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

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ÄÄSUÄÄ 1457152 А1 (51)4 Н 03 К 5/153

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ монотонном 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 sa 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 физические процессы предложенного способа, где

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4194069/?4-21 (22) 12.02,87 (46) 07.02.89. Бюл. Р 5 (72) С.Г.Телелюхин (53) 621.324 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Р 1202041, кл. Н 03 К 5/01, 1984.

Авторское свидетельство СССР

Ф 1061255, кл. Н 03 К 5/153, 1982. (54) СПОСОБ УСТРАНЕНИЯ ДРЕБЕЗГА

СИГНАЛА (57) 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 расширеИзобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в автоматике, телемеханике и вычислительной 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 монотонно (или квазимонотонно) увеличивается (либо уменьшается), так что длительность соседних периодов pasличается не более, чем в N раз, Цель изобретения — повышение быстродействия и расширение области применения при монотонном и квазиние 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 выполнения устройства, реализующего предложенный способ, 2 ил. з 145

ЛТ;, Т„° Л Т„- 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 иэ и импульсов дребезга нажатия, формируют последовательность первых вспомогательных импульсов, каждый 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 ДТх = t(1,i)-Ь(1,i-1) между соседними импульсами.из последовательности первых вспомогаТельных импульсов, а в момент времени 1(1,i) формируют контрольный импульс длительностью dT 1 = N ° dT;, где N— ! положительное число, при этом в момент времени 1(1, ) прекращают дальнейшее формирование (i-1)-го контрольного импульса, так что по заднему фронту и-го контрольного импульса формируют импульс смены режима анализа и устанавливают режим анализа процесса-отжатия, сравнивают текущее значение входного сигнала с пороговым. напряжением и определяют отрицательные перепады импульсов дребезга в последовательности из К импульсов дребезга отжатия, формируют последовательность вторых вспомогательных импульсов, каждый иэ которых соответств*ует одному из отрицательных перепадов дребезга отжатия, причем по первому импульсу из последо,вательности вторых вспомогательных импульсов формируют импульс установки выходного сигнала в нулевое положение, кроме того измеряют интервал времени ЬТ; между соседними имг пульсами из последовательности вторых вспомогательных импульсов, а в момент времени t (,3, i} Формируют контрольный импульс длительности йТ;, при этом в момент времени 1 (3, i) 7152 4

40, 45

55 прекращают дальнейшее формирование (i-1)-го контрольного импульса так, что по заднему фронту К-го контрольного импупьса 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 и 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-ИЛИ 5, генератор 6 импульсов, преобразователь 7 время — код, блок 8 умножения кодов, преобразователь 9 код — длиI тельность импульса, узел 10 задания кода, элемент 11 начальной установки.

Прямой вход первого 1-1 одновибратора 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-ИЛИ 5, Bbfxop, второго 1-2 одновибратора соединен с прямым входом второго 2-2 элемента И и 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-ИЛИ 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 нина которого подключена к выходной шине узла 10 задания кода. Выходная шина блока 8 умножения кода подключена к входной шине 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 ?-3 элемента И. Вы52 6 преобразователей 7 и 9. При этом на выходе преобразователя 7 время - код будет формироваться код длительностью дТ; периода следования импульсов

ПФ, который в блоке 8 умно ения кодов преобразуется в код длительностью

N,,Т, (N - действительное число), который преобразуется преобразователем 9 в импульс соответствующей длительности.

Так как при поступлении импульса на вход "Пуск" преобразователя 9 фор-. мирование импульса начинается заново, то импульс длительностью N;T. будет

1 сформирован только после прихода последнего и-го импульса ПФ, т.е. отрицательный перепад сигнала на выходе преобразователя 9 формируется в момент времени ", = t(l,n) + N Т„,где

t(I,n) — момент времени прихода иro импульса из последовательности первых вспомогательных импульсов, Т, — измеренная длительность периода последнего импульса дребезга нажатия, N — целое число, выбранное таким образом, чтобы интервал N Т бкл " П больие наибольиего 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 ЧФ. 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 иэ последовательности вторых вспомогательных импульсов первый 4-1 триггер будет сброиен 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 ЛТ„ 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

5 14571 ход элемента ll 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 10 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 15 и инверсным входом, элемента И-ИЛИ 5, а также с инверсным входом третьего

2-3 элемента И и.вторкм входом четвертого 2-4 элемента И, Выход первого 4-1 триггера является выходом уст- 20 рой с тва.

Устройство для устранения дребезга сигнала работает следующим образом, На. вход устройства поступает сигнал, нажатие и отжатие которого (соответственно переход с низкого уровня на высокий и обратно) сопровождается дребезгом в виде импульсной последовательности в общем виде из и З0 импульсов при нажатии и из К импульсов при отжатии. Первый 1-1 одновибратор формирует импульсы (ПФ) по положительному перепаду входного сигнала (последовательность первых вспо- 35 могательных импульсов), а второй I 2 одновибратор формирует импульсы (ЭФ) по отрицательному перепаду входного сигнала (последовательность вторых вспомогательных импульсоз), 40

В начальнкый 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- 45 ложение, что обеспечивает нулевой уровень выходного сигнала и режим анализа процесса нажатия, при котором импульсы ПФ с выхода первого 1-1 одновибратора поступают на установоч- В0 нкй вход первого 4-1 триггера, так что по первому же положительному пер еп аду в ход ног о сиг нал а нажати я на выходе устройства формируется единичный уровень выходного сигнала. 55

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

7 14571

N d Y единиц времени лосле окончания дребезга отжатия устройство готово к приему очередного входного сигнала, 5

Применение блоков обработки сигналов позволяет организбвать оптимальные условия для формирования выходного сигнала при изменении параметрон дребезга входного сигнала в !О широких пределах и достижение .при этом высокого быстродействия как с точки зрения задержки формирования .выходного сигнала, так и по времени готовности к приему следующего 15 входного сигнала, что позволяет рас ширить область применения способа на случай, когда сигнал с дребезгом формируется не только блоками с электромеханическими контактами. 20

Для типичных значений длительности дребезга нажатия и отжатия в диапазоне 1-50 мс при числе импульсов дребезга 10-100 предложенный способ позволяет, например, при частоте так- 25 та преобразователей 10 мГц, их разрядности, равной 16 и N=2, обрабатывать импульсы дребезга с периодом от 200 нс до ?6 мкс, что соответствует современному уровню техники. 30

Формула изобретения

Способ устранения дребезга сигнах1а, в котором формируют в начальный момент времени t импульс установ- 35 ки выходного сигнала в нулевое положение и установки режима анализа процесса нажатия, сравнивают теку-. щее значение входного сигнала с пороговым напряжением и определяют по- 40 ложительные перепады импульсов дребезга в последовательности из и импульсов дребезга нажатия, формируют в момент времени t (1, i ), который соответствует (i-му) положительно- 45 му перепаду импульса дребезга сигнала, где i = 1, 2...,,n первый вспомогательный импульс, формируют в момент времени С(1,1) импульс установки выходного сигнала в единичное 50 положение, формируют в момент времени t импульс установки режима анализа процесса отжатия в режиме анализа процесса отжатия, сравнивают текущее значение входного сигнала с по- 55 роговым напряжением и определяют отрицательные фронты импульсов дребез52

ra в последовательности из К импульсов дребезга отжатия, формируют в момент времени t (Э, i), который соответствует отрицательному фронту импульса дребезга сигнала, где i

1,2...,, К, второй вспомогательный импульс, формируют в момент времени С (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 щ и й:с 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 Лт; = С(! i) — t(1,i-1), который соответствует периоду следования первых вспомогательных импульсов, формируют в момент времени

t(1 i) L-й контрольный импульс длительностью d Т = N d Т,, где N положительное число, при этом в момент времени t(1,i ) прекращают дальнейшее формирование (i-1 )-го контрольного импульса, при этом импульс установки режима анализа отжатия в момент времени t, < = t(! ï) + N BТ соответствует заднему фронту и-го контрольного импульса длительностью !

ЛТ n = N "7n в режиме анализа процесса отжатия измеряют, интервал временийт; = t(3,i) С(3,i-1), который соответствует периоду следования вторых вспомогательных импульсов,формируют в момент времени t(3,i) i-й койтрольный импульс длительностью

DT; = N - Т;„ при этом в момент вре-! м енн t (3, i ) прекращают дальнейшее формирование (1-1)-го контрольного импульса так, что импульс установки режима анализа нажатия в момент времени t < = t,(З,K) + N-à 7 „ соответствует заднему фронту К-го контроль-! ного импульса длительностью Л7 „

N Т„., 1457152

145715?

Составитель А.Очеретяный

Техред М.Дидык

Корректор В.Бутяга

Редактор А.Мотыль

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Заказ 7493/57 Тираж 879 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5