Устройство защиты от дребезга контакта

 

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано для устранения дребезга механических контактов, влияющего на работу электронных схем. Цель изобретения - повышение быстродействия и надежности - достигается введением первого 11, второго 12 и третьего 13 инверторов, третьего конденсатора 11, первого 17, второго 18 и третьего 19 резисторов , двух запирающих диодов 20, 21. Устройство также содержит первый 1 и второй 2 конденсаторы, разрядные резисторы 3 и 4, механический контакт 5, шину питания 6, ограничительный резистор 7, первый 8 и второй 9 элементы И-НЕ, общую шину 10, RS-триггер 14 и выходные шины 15,16.1 з.п. ф-лы, 2 ил.

СОЮЗ СО8ЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 Н 03 К 5/1533

ГОСУДАРСТ 8Е Н-4Ы И КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4403644/21 (22) 04.04.88 (46) 23,01.92, Бюл. М 3 (72) И.В.Овчинников, В.Н,Тараканов, В.Н.Новиков и В.Ф.Лисюткин (53) 621.384 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

N 1503062, кл, Н 03 К 5/153, 1987.

Авторское свидетельство СССР

ЬЬ 1265980, кл. Н 03 К 5/153, 1986, (54) УСТРОЙСТВО ЗАЩИТЫ ОТ ДРЕБЕЗГА

КОНТАКТА (57) Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано для ус„, . Ы„„1707748 А1 транения дребезга механических контактов, влияющего на работу электронных схем.

Цель изобретения — повышение быстродействия и надежности — достигается введением первого 11, второго 12 и третьего 13 инверторов, третьего конденсатора 11, первого 17, второго 18 и третьего 19 резисторов, двух запирающих диодов 20, 21, Устройство также содержит первый 1 и второй 2 конденсаторы, разрядные резисторы

3 и 4, механический контакт 5, шину питания

6, ограничительный резистор 7, первый 8 и второй 9 элементы И-НЕ, общую шину 10, RS-триггер 14 и выходные шины 15, 16. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

1707748

Изобретение относится к измерительной и импульсной технике и может быть использовано для устранения дребезга механических контактов, влияющего на работу электронных схем, Целью изобретения является повышение быстродействия и надежности, кроме того, времяэадающие цепочки заряда и разряда, подобранные в отношении 5,1, позволяют повысить надежность срабатывания устройства в широком диапазоне значениЯ длител ьности дребезга.

На фиг.1 приведена схема устройства; на фиг,2 — временные диаграммы работы устроиства.

Устройство содержит первый 1 и второй 2 конденсаторы. зарядные резисторы 3 и 4, механический контакт 5, шину 6 питания, ограничительный резистор 7, первый 8 и второй 9 элементы И-НЕ, общую шину 10, первый 11, второй 12, третий 13 инверторы

RS-триггер 14, выходные шины 15 и 16, введенные первый 17, второй 18 и третий резисторы, первый 20 и второй 21 диоды, третий конденсатор 22.

На фиг.2 введены следующие обозначения: зона а — устойчивое замыкание контакта, зона б — размыкание контакта, зона в— устойчивое замыкание контакта. Буквенное обозначение эпюр напряжения соответствует буквенным обозначениям на фиг.1, а именно: А — механический контакт, В и Е выход первого инвертора 11; С и G — конденсаторы 1 и 2; 0 и Н вЂ” выходы первого 8 и второго 9 элементов И-Н Е; F — выход инвертора 13; К и L — единичный и нулевой выходы

RS-триггера 14.

Выход первого элемента И-НЕ 8 подключен к единичному входу RS-триггера 14, выходы которого подключены к выходным шинам 15 и 16. Механический ключ 5 первым контактом соединен с общей шиной

10, а второй его контакт через резистор 7 подключен к шине 6 питания, к которой подключены также первые выводы резисторов

3, 4 и 19. При этом второй вывод механического ключа 5 соединен с входом первого инвертора 11 и первым входом первого элемента И-НЕ 8, второй вход которого соединен с пеовыми вводами первых конденсаторов 1 и резисторов.17. а также с вторым выво ом резистора 3. Выход первого элемента НЕ 11 соединен " катодом первого диода 20, входом тр;тьего элемента

НЕ 13 и первым входом второго элемента

И-НЕ 9, выход которого подключен к нулевому входу установки триггера, а второй вход соединен с первыми выводами вторых конденсатора 2 и резистора 18 и с вторым выводом резистора 4, 50

Второй вывод второго резистора 18 подключен к аноду второго диода 21, катод которого соединен с выходом третьего элемента НЕ 13, вторые выводы первого 1 и

5 второго 2 конденсаторов соединены с выходом второго элемента Н Е 12, вход которого соединен с вторым выводом резистора 19 и первым выводом третьего конденсатора 22, второй вывод которого соединен с общей

10 шиной 10. Анод первого диода 20 подключен к второму выводу первого резистора 17.

При этом номиналы резисторов 3 и 4 (цепи заряда конденсаторов 1 и 2 соответственно) выбирают в отношении 5;1 к номиналам рв15 эисторов 17 и 18 (цепи разряда конденсаторов).

Устройство работает следующим образом.

При замкнутом механическом контакте

20 5 (фиг.2, зона а) сигналы А, F, G и К соответствуют нулевому уровню. Уровни сигналов соответствуют единичному уровню. На выходной шине 15 имеется нулевой уровень, соответствующий состоянию единичного

25 выхода триггера 14. Формирователь нулевого уровня, выполненный на инверторе 12 и время задающей цепи 19 и 22. создает на вторых выводах конденсаторов 1 и 2 нулевой уровень. Конденсатор 1 заряжен до еди30 ничного уровня через зарядный резистор 3 от напряжения на шине питания, твк как цепь разряда конденсатора 1, содержащая резистор 17, диод 20, выход инвертора 11, заперта единичным уровнем на катоде дио35 да 20 от выхода инвертора 11, Конденсатор

2 разряжен до нулевого уровня, так как цепь разряда, содержащая резистор 13, диод 21 и выход инвертора 13, открыта. Нулевой уровень на выходе инвертора 13 включает

40 диод 21. Наличие диодов 20 и 21 обеспечивает заряд конденсаторов 1 и 2 через резисторы 3 и 4 и разряд их через резисторы 17 и 18.

При первом размыкании контакта 5 про45 исходит смена уровня сигнала на первом входе элемента И-НЕ 8 (сигнал А). на выходе первого инвертора 11 (сигнал В), на первом входе элемента И-НЕ 9 (сигнал E) и на выходе третьего инвертора 13 (сигнал F}. При этом элемент 9 по первому входу закрывается и смена уровня напряжения на конденсаторе 2 (сигнал G) не оказывает влияния на выходной уровень элементов 9 (сигнал Н). В результате этого триггер 14 по нулевому входу закрыт. Элемент И-НЕ 8 по первому входу открывается,. и уровень заряда на конденсаторе 1 приводит к смене состояния выхода элемента И-НЕ 8 (сигнал 0) на время разряда конденсатора 1 да нулевого уровня (сигнал С). После этого элемент И1707748

НЕ 8 по второму входу закрывается и на его выходе вновь появляется единичный уровень.

Сформированный на выходе элемента

И-HE 8 сигнал (0) приводит к смене состояний выходов триггера 14. На единичном выходе триггера 14 появляется единичный уровень (сигнал К), который поступает на выходную шину 15, На нулевом выходе триггера 14 появляется нулевой уровень (сигнал L), который поступает на выходную шину 16. Наличие единичного уровня на шине 15 и нулевого уровня на шине 16 свидетельствует о размыкании механического контакта 5.

Последующие смены состояния контакта 5, относящиеся к дребезгу (зона б), при его раэмыкании приводят к соответствующей смене состояний уровней от единичного к нулевому на первых входах элементов

И-НЕ 8 и 9, которые не могут изменить состояния выходов и этих элементов (сигналы

0 и Н), так как по вторым входам они заперты нулевым уровнем на конденсаторах 1 и 2 (сигналы С и G). В результате на входах триггера 14 присутствуют уровни, сохраняющие предыдушее состояние механического контакта 5, обусловленное тем, что время заряда конденсаторов 1и 2 значительно больше времени разряда благодаря большому превышению (в 5 и более раз) сопротивления зарядных резисторов 3 и 4 над сопротивлением резисторов 17 и 18. Во время действия мгновенных замыканий и размыканий контакта 5 заряд конденсаторов 1 и 2 через резисторы 3 и 4 не достигает единичного уровня, так как в следующий момент смены состояния контакта 5 происходит разряд конденсаторов, тем самым сохраняется нулевой уровень на вторых входах элементов И-HE 8 и 9.

При переходе контакта 5 в состояние устойчивого размыкания (зона в) конденсатор 1 разряжается до нулевого уровня (сигнал С), потому что на выходе инвертора 11 появляется нулевой уровень, диод 20 открыт и цепь разряда включена. Конденсатор 2 заряжается до единичного уровня через зарядный резистор 3 от шины питания (сигнал G) так как на выходе инверторв

13 присутствует единичный уровень (си;нал F), который запирает диод 21, тем самым закрывает цепь разряда конденсатора

2. Элемент И-НЕ 8 го второму входу заперт нулевым уровнем конденсатора 1. Элемент

И-НЕ 9 по второму входу открыт единичным уровнем конденсатора 2, а по первому входу от закрыт нулевым уровнем выхода инвертора 11. На выходах элементов И-НЕ 8 и 9 присутствуют единичные уровни, кото5

55 рые, переходя на входы триггера 14, сохраняют прежнее состояние триггера (сигналы

Ки L).

При первом замыкании контакта 5 происходит смена состояний первых входов элементов И-НЕ 8 и 9 (сигналы А и Е) и состояний выходов инверторов 11 и 13 (сигналы В и F), Смена состояния первого входа элемента И-НЕ 8 не приводит к смене состояния

его выхода,так как он заперт по второму входу нулевым уровнем конденсатора 1.

Смена состояния первого входа элемента

И-НЕ 9 приводит к смене уровня на выходе этого элемента на время разряда конденсатора 1 до нулевого уровня, так как в это время включается цепь разряда (сигнал F) нулевым уровнем на выходе инвертора 13.

Диод 21 открыт. Сформированный сигнал Н на выходе элемента И-НЕ 9 устанавливает триггер 14 в новое положение, при котором на выходной шине 15 появляется нулевой уровень, а на шине 16 появляется единичный уровень (сигналы К и L). Данное состояние выходных шин свидетельствует о замыкании механического контакта 5.

Работа устройства в зоне г аналогична работе в зоне б, При переходе механического контакта

5 в состояние устойчивого замыкания (зона д) конденсатор 1 заряжается до единичного уровня (сигнал С).

Цепь разряда отключена, так как диод

20 запирается единичным уровнем с выхода инвертора 11 (сигнал 8). Элемент И-НЕ 8 по первому входу закрыт нулевым уровнем контакта 5 (сигнал А) и на его выходе присутствует уровень, сохраняющий предыдущее состояние триггера 14. Конденсатор 2 разряжается до нулевого уровня через разрядную цепь (сигнал С) и закрывает по второму входу элемент И-НЕ < и на его выходе поаеляется единичный уровень, сохраняющий предыдущее состояние триггера 14 (сигналы KvL), Формирователь нулевого уровня (элементы 12, 19, 22) с цепью задержки предназначен для связи конденсаторов 1 и 2 с общей шиной 10 во всех режимах работы устройства и создания условий для установки триггера 14 в состояние, соответствующее состоянию контактов при подаче напряжения на шину питания по отношению к общей шине 10, Формирователь нулевого уровня выполнен на инверторе 12, на выходе которого образуется единичный уровень в момент подачи напряжения на шину питания так как конденсатор 22 цепи задержки еще не заряжен и на входе формирователя присут1707748

40 ствует нулевой уровень, Конденсаторы 1 и 2 оказываются под одним потенциалом с обеих сторон, который поднимается на вторые входы элементов И-НЕ 8 и 9. В зависимости от состояния контакта 5 на одном из первых входов элементов И-НЕ 8 и 9 появляется единичный уровень, который формирует сигнал установки триггера 14 в состояние, соответствующее состояние контакта 5. Когда контакт 5 разомкнут, то на выходе 15 триггера 14 установится единичный уровень, и наоборот.

Цепь задержки, состоящая из резистора 19 и конденсатора 22, создает задержку нарастания напряжения на входе инвертора 12 по времени, достаточную для установки триггера 14 в состояние, отражающее состояние контакта 5. При заряде конденсатора 22 через резистор 19 до напряжения срабатывания инвертора 12 на его выходе появляется нулевой уровень, который поступает на конденсаторы 1 и 2, приводя их в исходное состояние.

Применение в предлагаемом устройстве формирователя нулевого уровня с цепью задержки, дополнительного инвертора, резисторов и двух диодов с образованием цепей разряда конденсаторов по времени разряда значительно меньше времени заряда позволяет исключить несвоевременное опрокидывание триггера в период дребезга механического контакта при его раэмыкании или замыкании, обеспечивает режим отслеживания длительности дребезга контактов (фиг.2, области б, г), Формула изобретения

1. Устройство защиты от дребезга контакта. содержащее два конденсатора с зарядными резисторами, механический контакт, подключенный одним выводом к общей шине, а другим — к шине питания через ограничительный резистор, непосредствен5 но к первому входу первого элемента И-НЕ и через первый инвертор к первому входу второго элемента И-НЕ, выход которого подключен к нулевому входу RS-триггера, выход первого элементв И-НЕ подключен к

10 единичному входу RS-триггера, выходы которого подключены к выходным шинам, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения быстродействия и надежности, в него введены второй и третий инверторы, третий

15 конденсатор, первый, второй, третий резисторы, два запирающих диода, которые катодами подсоединены к выходам первого и третьего инверторов, анодами через первый и второй резистор — к вторым входам

20 соответственно первого и второго элементов И-НЕ, к первым обкладкам соответственно первого и второго конденсатора с зарядными резисторами, подключенными вторыми выводами к шине питания, при этом

25 вход третьего инвертора соединен с выходом первого инвертора, вторые обкладки конденсаторов обьединены и подключены к выходу второго инеертора, вход которого через третий резистор соединен с шиной

30 питания, а через третий конденсатор — с общей шиной.

2, Устройство по п.1, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что, с целью повышения надежнс сти срабатывания устройства в широком ди35 апазоне значений длительности дребезга, отношение сопротивления зарядных резисторов к сопротивлению первого и второго резисторов выбирается из условия 5; 1.

1707748 г

Составитель С. Телемохин

Редактор B. Петраш Техред М.Моргентал Корректор С. Черни

Заказ 275 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 101