CN107505972B - 一种处理器板卡机械开关的抖动抑制控制装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种处理器板卡机械开关的抖动抑制控制装置，用于解决目前在信号处理器系统的应用产品中，还没有能够较好的消除由于应用机械开关所带来的抖动脉冲的影响，给系统的调试以及产品的正常工作带来了不利的影响的技术问题。本发明通过在机械开关后依次连接有抖动脉冲整形输出电路、抖动脉冲抑制电路、双稳态驱动电路及双向可控硅，将机械开关接通或断开的瞬间所产生的抖动脉冲通过抖动脉冲整形输出电路进行波形的整形以及通过抖动脉冲抑制电路进行脉冲能量的抑制后，再通过双稳态驱动电路驱动双向可控硅导通，使得负载电路的负极输入端通过双向可控硅接地，从而实现系统供电电压的输入。
Description
技术领域
本发明涉及机械开关领域，尤其涉及一种处理器板卡机械开关的抖动抑制控制装置。
背景技术
在信号处理器系统(以下简称系统)的应用中，具体为处理器板卡应用于信号处理系统中，常常需要考虑系统直流供电的通断问题，在对系统中的板卡进行调试前或在系统正常工作前，都需要拨动机械开关为“ON”以接通直流电压上电；当需要断电停止运行时，拨动机械开关为“OFF”以断开直流电压下电，使得用户可以在实际操作中非常方便的控制系统的上下电。直流电压经过机械开关后会接入系统的下一级电路，但是由于机械开关的关键部件是弹性金属弹片，在机械开关接通或断开时，不可避免的会在弹片触点处产生抖动脉冲。对于这种随机性抖动脉冲，如果不做抑制处理，这种抖动脉冲就会引入到下一级供电电路中，对下一级电路的工作电压产生干扰，从而使得下一级电路难以持续稳定工作。具体表现为抖动脉冲会叠加到下一级电路的电压上，使得用电单元误动作，或者影响到整个电源电压的时序控制，严重的抖动脉冲甚至会导致系统所应用的产品的设计的失败。
当前，在信号处理器系统的应用产品中，还没有能够较好的消除由于应用机械开关所带来的抖动脉冲的影响，给系统的调试以及产品的正常工作带来了不利的影响。
发明内容
本发明提供了一种处理器板卡机械开关的抖动抑制控制装置，解决了目前在信号处理器系统的应用产品中，还没有能够较好的消除由于应用机械开关所带来的抖动脉冲的影响，给系统的调试以及产品的正常工作带来了不利的影响的技术问题。
本发明提供的一种处理器板卡机械开关的抖动抑制控制装置，包括：
系统供电电压源缓启动电路、抖动脉冲整形输出电路、抖动脉冲抑制电路、双稳态驱动电路及双向可控硅；
系统供电电压源缓启动电路连接于系统供电电压源与负载电路的正极输入端的之间，用于减缓系统供电电压的上升速度；
抖动脉冲整形输出电路的一端与机械开关连接，抖动脉冲整形输出电路的另一端与抖动脉冲抑制电路的一端连接，用于对机械开关产生的抖动脉冲进行波形整形并输出至抖动脉冲抑制电路；
抖动脉冲抑制电路的另一端与双稳态驱动电路的输入端连接，用于对整形后的抖动脉冲进行抑制防抖后输出至双稳态驱动电路；
双向可控硅的第一端与负载电路的负极输入端连接，双向可控硅的第二端接地，双向可控硅的第三端与双稳态驱动电路的输出端连接，用于接受双稳态驱动电路的驱动而导通，使得负载电路的负极输入端通过双向可控硅接地而实现系统供电电压的输入。
优选地，系统供电电压源缓启动电路具体包括：
RC延时电路、三极管Q36和MOS管；
MOS管的源极与系统供电电压源连接，MOS管的漏极与负载电路的正极输入端连接；
RC延时电路的一端与系统供电电压源连接，RC延时电路的另一端与三极管Q36的基极连接，三极管Q36的发射极接地，三极管的集电极与MOS管的栅极连接，用于延时驱动MOS管的导通。
优选地，系统供电电压源缓启动电路具体还包括：尖峰电压吸收回路；
尖峰电压吸收电路包括串联的一电阻和一电容；
尖峰电压吸收电路连接于MOS管的源极和漏极之间，用于吸收MOS管开通或关断时产生的尖峰电压。
优选地，抖动脉冲整形输出电路具体包括：电阻R6和施密特触发器；
施密特触发器的一端通过电阻R6与机械开关连接，施密特触发器的另一端与抖动脉冲抑制电路的一端连接，用于对机械开关产生的抖动脉冲进行波形整形并输出正半周波形信号至抖动脉冲抑制电路。
优选地，抖动脉冲抑制电路具体包括有：D触发器U127；
D触发器U127的时钟输入端与施密特触发器的另一端连接，D触发器U127的原码输出端与双稳态驱动电路的输入端连接。
优选地，双稳态驱动电路具体包括：D触发器U129和三极管Q37；
D触发器U129的时钟输入端与D触发器U127的原码输出端连接，D触发器U129的原码输出端与三极管Q37的基极连接；
三极管Q37的集电极与工作电压源VCC连接，三极管Q37的发射极与双向可控硅的第三端连接，用于驱动双向可控硅的开通和关断。
从以上技术方案可以看出，本发明具有以下优点：
通过在机械开关后依次连接有抖动脉冲整形输出电路、抖动脉冲抑制电路、双稳态驱动电路及双向可控硅，将机械开关接通或断开的瞬间所产生的抖动脉冲通过抖动脉冲整形输出电路进行波形的整形以及通过抖动脉冲抑制电路进行脉冲能量的抑制后，再通过双稳态驱动电路驱动双向可控硅导通，使得负载电路的负极输入端通过双向可控硅接地，从而实现系统供电电压的输入，并且还通过在负载电路的正极输入端前连接有系统供电电压源缓启动电路，用于延缓系统供电电压的上升速度，即通过延时上电以进一步防止抖动脉冲的影响，因此通过对抖动脉冲相应的整形、抑制以及延后处理后，抑制防止了机械开关所产生的抖动脉冲的影响，降低了在产品中应用机械开关时所产生的抖动脉冲对下一级负载电路的正常工作的干扰，解决了目前在信号处理器系统的应用产品中，还没有能够较好的消除由于应用机械开关所带来的抖动脉冲的影响，给系统的调试以及产品的正常工作带来了不利的影响的技术问题。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
图1为本发明实施例提供的一种处理器板卡机械开关的抖动抑制控制装置的结构示意图。
图2为本发明实施例提供的一种处理器板卡机械开关的抖动抑制控制装置的具体电路结构图。
具体实施方式
本发明实施例提供了一种处理器板卡机械开关的抖动抑制控制装置，用于解决目前在信号处理器系统的应用产品中，还没有能够较好的消除由于应用机械开关所带来的抖动脉冲的影响，给系统的调试以及产品的正常工作带来了不利的影响的技术问题。
为使得本发明的发明目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，下面所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而非全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1，为本发明实施例提供的一种处理器板卡机械开关的抖动抑制控制装置的结构示意图。
本发明实施例提供的一种处理器板卡机械开关的抖动抑制控制装置，包括：
系统供电电压源缓启动电路2、抖动脉冲整形输出电路5、抖动脉冲抑制电路6、双稳态驱动电路7及双向可控硅8；
系统供电电压源缓启动电路2连接于系统供电电压源1与负载电路3的正极输入端的之间，用于减缓系统供电电压的上升速度；
抖动脉冲整形输出电路5的一端与机械开关4连接，抖动脉冲整形输出电路5的另一端与抖动脉冲抑制电路6的一端连接，用于对机械开关4产生的抖动脉冲进行波形整形并输出至抖动脉冲抑制电路6；
抖动脉冲抑制电路6的另一端与双稳态驱动电路7的输入端连接，用于对整形后的抖动脉冲进行抑制防抖后输出至双稳态驱动电路7；
其中，双向可控硅8为一双向电子开关，双向可控硅8的第一端与负载电路3的负极输入端连接，双向可控硅8的第二端接地，双向可控硅8的第三端与双稳态驱动电路7的输出端连接，用于接受双稳态驱动电路7的驱动而导通，使得负载电路3的负极输入端通过双向可控硅8接地而实现系统供电电压的输入。
进一步地，系统供电电压源缓启动电路2具体包括：
RC延时电路、三极管Q36和MOS管；MOS管的源极与系统供电电压源1连接，MOS管的漏极与负载电路3的正极输入端连接；RC延时电路的一端与系统供电电压源1连接，RC延时电路的另一端与三极管Q36的基极连接，三极管Q36的发射极接地，三极管的集电极与MOS管的栅极连接，用于延时驱动MOS管的导通。进一步地，系统供电电压源缓启动电路2具体还包括：尖峰电压吸收回路；尖峰电压吸收电路包括串联的一电阻和一电容，即尖峰电压吸收电路可由一个电阻和一个电容串联构成。尖峰电压吸收电路连接于MOS管的源极和漏极之间，用于吸收MOS管开通或关断时产生的尖峰电压。RC延时电路、三极管Q36、MOS管和尖峰电压吸收回路共同构成了系统供电电压源缓启动电路2，减缓直流电压的上升时间，即将产品中的负载电路3进入正常工作的时间延后，进一步了降低在机械开关4导通瞬间产生的抖动脉冲所带来的影响。
进一步地，抖动脉冲整形输出电路5具体包括：电阻R6和施密特触发器；施密特触发器的一端通过电阻R6与机械开关4连接，施密特触发器的另一端与抖动脉冲抑制电路6的一端连接，用于对机械开关4产生的抖动脉冲进行波形整形并输出正半周波形信号至抖动脉冲抑制电路6。其中，机械开关4的一端与工作电压源VCC连接，机械开关4的另一端与通过电阻R6与施密特触发器连接，因此机械开关4在导通或关断的瞬间所产生的抖动脉冲会经过电阻R6传至施密特触发器，由施密特触发器对所产生的抖动脉冲进行波形整形并输出正半周的波形信号。施密特触发器的主要作用为对机械开关4所产生的畸形陡峭的抖动脉冲整形为规则的矩形波，将抖动脉冲的幅值进行了限制，从而获得较为理想的矩形脉冲。
进一步地，抖动脉冲抑制电路6具体包括有：D触发器U127；D触发器U127的时钟输入端与施密特触发器的另一端连接，D触发器U127的原码输出端与双稳态驱动电路7的输入端连接。D触发器U127的主要作用为配合电阻和电容构成抖动脉冲抑制电路6，吸收抖动脉冲能量，进而抑制抖动脉冲。
进一步地，双稳态驱动电路7具体包括：D触发器U129和三极管Q37；D触发器U129的时钟输入端与D触发器U127的原码输出端连接，D触发器U129的原码输出端与三极管Q37的基极连接；三极管Q37的集电极与工作电压源VCC连接，三极管Q37的发射极与双向可控硅8的第三端连接，用于驱动双向可控硅8的开通和关断。D触发器U129和三极管Q37组合构成了双稳态驱动电路7，主要用于为系统供电电压源1提供的直流电通过双向可控硅8输入到下一级的负载电路3提供条件，使得双向可控硅8稳定地接入直流电压到下一级负载电路3，再无抖动脉冲。
本发明中根据抖动脉冲的特点，先对抖动脉冲波形经过施密特触发器调整为规则的波形，抖动脉冲幅值被限制，再经过其中一路由D触发器设计的抖动脉冲抑制电路6吸收抖动脉冲能量，抖动脉冲被抑制，降低了实际产品使用机械开关4抖动脉冲对下一级电路的正常工作的干扰，而另一路由D触发器构成的双稳态驱动电路7为系统供电电压源1的直流供电通过双向可控硅8的输入下一级负载系统提供了条件，使得双向可控硅8稳定地接入直流电压到下一级负载系统，再无抖动脉冲。而电路中引入的机械开关4成了本发明方案的一个信号源，本发明实施例提供的方案为产品方便使用机械开关4而防止抖动脉冲干扰提供了具有实际的应用对策。
为了便于理解，以下将以一具体实施电路结构图对本发明实施例提供的一种处理器板卡机械开关的抖动抑制控制装置进行详细的描述。
请参阅图2，为本发明实施例提供的一种处理器板卡机械开关的抖动抑制控制装置的具体电路结构图。
图中，VD为系统供电电压源，VD分别与电阻R1的一端、电阻R2的一端、电阻R4的一端、晶闸管D87的阴极以及MOS管(MOS75)的源极PIN1、PIN2及PIN3相连接。电阻R1的另一端连接电容C1，电容C1的一端接电阻R1，电容C1的另一端接MOS75的漏极PIN5、PIN6、PIN7及PIN8、C4的一端以及负载电路的正极输入端；电阻R1与电容C1组成MOS75的尖峰电压RC吸收回路，将MOS75开通关断时产生的尖峰电压吸收。电阻R4的一端接VD，电阻R4的另一端分别接电容C2、电容C3及电容R5的一端以及三极管Q36的基极；电容C2、电容C3及电容R5的另一端以及三极管Q36的发射极均接地；三极管Q36的集电极接电阻R3的一端，电阻R3的另一端分别连接晶闸管D87的阳极、电阻R2的一端以及MOS75的栅极；MOS75的栅极分别与电阻R3、电阻R2及晶闸管D87的阳极连接；MOS75的漏极分别与电容C1、电容C4以及负载电路的正极输入端LOAD+相连接；MOS75的源极分别与电阻R2、VD、电阻R1及晶闸管D87的阴极相连接。即，VD、电阻R1、电容C1、电阻R4、电容C2、电容C3、电阻R5、三极管Q36、电阻R3、电阻R2、晶闸管D87、MOS75以及电容C4共同组成了系统供电电压源缓启动电路，减缓直流电压上升时间。
机械开关SW的PIN2接工作电压源VCC，SW的PIN1与电阻R6的一端连接，电阻R6的另一端与施密特触发器U128的信号输入端PIN2连接；U128输出端PIN4与D触发器U127的PIN3连接。电容C5的一端接地，C5的另一端分别与U127的PIN4以及电阻R9的一端连接；R9的另一端分别与U127的PIN1以及电阻R11的一端连接，R11的一端分别与U127的PIN1、R9的一端连接，R11的另一端分别与D触发器U129的PIN3以及电容C7的一端连接；C7的一端接地，C7的另一端分别与R11的一端以及U129的PIN3连接；U127的PIN6接地；U128的PIN5、U127的PIN8、U127的PIN5、U129的PIN8以及SW的PIN2均与VCC连接。U128的PIN3、U127的PIN7、U129的PIN7均与GND连接。其中R6与U128构成了抖动脉冲整形输出电路，R11、C5、U127和R9组成了抖动脉冲抑制电路。
U129的PIN1与电阻R13的一端连接；R13的另一端与三极管Q37的基极连接；Q37的集电极与VCC连接；Q37的发射极与电阻R14的一端连接；R14的另一端与双向可控硅D89的PIN3连接；D89的PIN2接地；D89的PIN1与负载电路的负极相连接。U129的PIN5与U129的PIN2连接；U129的PIN4、PIN6及PIN7分别接地；U129的PIN3分别与C7的一端及R11的一端连接；C7的另一端接地；其中R11、C7、U129、R13、Q37和R14组成了双稳态驱动电路，驱动D89的通断，使得系统直流电压VD能被正常的输入到下一级负载电路。
当机械开关SW拨通时，开关抖动脉冲产生，抖动脉冲经过施密特触发器U128整形后其正半周信号进入U127的PIN3时钟输入端(CP)，这个整形后的正脉冲，使得U127原码输出端Q1，即PIN1脚，能够输出高电平，此高电平经过R11后加在U129的PIN3时钟输入端，U129也得到一个正向脉冲波，则U129原码输出端Q1也输出高电平，这个高电平经过R13驱动Q37导通，这样工作电压VCC就加到D89的PIN3门极上，使得D89导通，则下一级负载电路的负极输入端LOAD-完全接地，这样VD的电压就完全输入到下一级负载电路中。
本发明实施例通过在机械开关后依次连接有抖动脉冲整形输出电路、抖动脉冲抑制电路、双稳态驱动电路及双向可控硅，将机械开关接通或断开的瞬间所产生的抖动脉冲通过抖动脉冲整形输出电路进行波形的整形以及通过抖动脉冲抑制电路进行脉冲能量的抑制后，再通过双稳态驱动电路驱动双向可控硅导通，使得负载电路的负极输入端通过双向可控硅接地，从而实现系统供电电压的输入，并且还通过在负载电路的正极输入端前连接有系统供电电压源缓启动电路，用于延缓系统供电电压的上升速度，即通过延时上电以进一步防止抖动脉冲的影响，因此通过对抖动脉冲相应的整形、抑制以及延后处理后，抑制防止了机械开关所产生的抖动脉冲的影响，降低了在产品中应用机械开关时所产生的抖动脉冲对下一级负载电路的正常工作的干扰，解决了目前在信号处理器系统的应用产品中，还没有能够较好的消除由于应用机械开关所带来的抖动脉冲的影响，给系统的调试以及产品的正常工作带来了不利的影响的技术问题。
以上所述，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (6)
1.一种处理器板卡机械开关的抖动抑制控制装置，其特征在于，包括：
系统供电电压源缓启动电路、抖动脉冲整形输出电路、抖动脉冲抑制电路、双稳态驱动电路及双向可控硅；
所述系统供电电压源缓启动电路连接于系统供电电压源与负载电路的正极输入端的之间，用于减缓系统供电电压的上升速度；
所述抖动脉冲整形输出电路的一端与机械开关连接，所述抖动脉冲整形输出电路的另一端与所述抖动脉冲抑制电路的一端连接，用于对所述机械开关产生的抖动脉冲进行波形整形并输出至所述抖动脉冲抑制电路；
所述抖动脉冲抑制电路的另一端与所述双稳态驱动电路的输入端连接，用于对整形后的抖动脉冲进行抑制防抖后输出至所述双稳态驱动电路；
所述双向可控硅的第一端与所述负载电路的负极输入端连接，所述双向可控硅的第二端接地，所述双向可控硅的第三端与所述双稳态驱动电路的输出端连接，用于接受所述双稳态驱动电路的驱动而导通，使得所述负载电路的负极输入端通过所述双向可控硅接地而实现系统供电电压的输入。
2.根据权利要求1所述的处理器板卡机械开关的抖动抑制控制装置，其特征在于，所述系统供电电压源缓启动电路具体包括：
RC延时电路、三极管Q36和MOS管；
所述MOS管的源极与所述系统供电电压源连接，所述MOS管的漏极与所述负载电路的正极输入端连接；
所述RC延时电路的一端与所述系统供电电压源连接，所述RC延时电路的另一端与所述三极管Q36的基极连接，所述三极管Q36的发射极接地，所述三极管Q36的集电极与所述MOS管的栅极连接，用于延时驱动MOS管的导通。
3.根据权利要求2所述的处理器板卡机械开关的抖动抑制控制装置，其特征在于，所述系统供电电压源缓启动电路具体还包括：尖峰电压吸收回路；
所述尖峰电压吸收电路包括串联的一电阻和一电容；
所述尖峰电压吸收电路连接于所述MOS管的源极和漏极之间，用于吸收所述MOS管开通或关断时产生的尖峰电压。
4.根据权利要求1所述的处理器板卡机械开关的抖动抑制控制装置，其特征在于，所述抖动脉冲整形输出电路具体包括：电阻R6和施密特触发器；
所述施密特触发器的一端通过所述电阻R6与所述机械开关连接，所述施密特触发器的另一端与所述抖动脉冲抑制电路的一端连接，用于对所述机械开关产生的抖动脉冲进行波形整形并输出正半周波形信号至所述抖动脉冲抑制电路。
5.根据权利要求4所述的处理器板卡机械开关的抖动抑制控制装置，其特征在于，所述抖动脉冲抑制电路具体包括有：D触发器U127；
所述D触发器U127的时钟输入端与所述施密特触发器的另一端连接，所述D触发器U127的原码输出端与所述双稳态驱动电路的输入端连接。
6.根据权利要求5所述的处理器板卡机械开关的抖动抑制控制装置，其特征在于，所述双稳态驱动电路具体包括：D触发器U129和三极管Q37；
所述D触发器U129的时钟输入端与所述D触发器U127的原码输出端连接，所述D触发器U129的原码输出端与所述三极管Q37的基极连接；
所述三极管Q37的集电极与工作电压源VCC连接，所述三极管Q37的发射极与所述双向可控硅的第三端连接，用于驱动所述双向可控硅的开通和关断。
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