DE2448321A1

DE2448321A1 - Elektronische entprellschaltung fuer mechanisch betaetigte schalter

Info

Publication number: DE2448321A1
Application number: DE19742448321
Authority: DE
Inventors: Kurt Dipl Phys Fahrenschon; Peter Saggau
Original assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Current assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Priority date: 1974-10-10
Filing date: 1974-10-10
Publication date: 1976-04-22

Description

Eletronische Entprellschaltung für mechanisch betätigte Schalter Die Erfindung betrifft eine elektronische Entprellschaltung für mechanisch betätigte Schalter unter Verwendung eines B'lip-Flops, dessen Schaltstrecke dem mechanisch betätigten Kontakt parallel liegt.
Bei digitalen Systemen besteht oftmals die Notwendigkeit, externe Informationen oder Korrekturen mittels mechanischelektrischer Wandler (z. B. Schalter oder Taster) in das System einzubringen. Bei eimer elektronischen Uhr z. B. müssen Anzeigekorrekturen, wie sie durch Gangungenauigkeiten oder im größeren Maße durch geographisch bedingten Zeitzonenwechsel anfallen, durch äußeren Eingriff durch Personen ohne technische Spezialkenntnisse und Zusatzapparaturen, bewerkstelligbar sein.
Mechanische Kontakte erzeugen fast ausnahmslos Prellungen und damit elektrische Störs'ignale, die sich dem Stellsignal überlagern und in einem weiten Frequenzspektrum liegen (bis in den kIIz-Bereich). Die Grenzfrequenzen der entsprechenden Digitalbausteine liegen üblicherweise im OSz-Bereich-j woraus eine Interpretation dieser Störsignale als Zustandsänderung bzw. Informationswechsel resultieren kann. >.ieraus ergibt sich die Forderung nach sorgfältiger Entprellung solcher mechanisch betätigter Kontakte.
Kontaktprellungen mittels RS-Flip-Flops, welche z. B. aus kreuzgekoppelten NANDs oder NORs bestehen können, ist bereits bekannt. Bestimmte Logikfamilien (z. B. C-MOS u. a.) bedürfen einer Potentialdefinition mittels gegen Bezugspotentiale gerichteter Widerstände oder entsprechender Z'qeipole (z. B. Konstantstromquellen u. ä.). Diese Zweipole weisen jedoch Verlustleistungen auf, die um Größenordnungen über der Verlustleistung der betreffenden Logik liegen und deshalb unerwünscht sind. So ist in Abb. 1, am Beispiel der Kontaktentprellung des Schalters Sj einer Korrekturschaltung bei einer Zählstufe, die Verlustleistung Pver im wesentlchen durch die Bezugsspannung UDD und den Widerstand R gegeben P = UDD2 vor Bei integrierten Schaltkreisen kann dabei R aus Platzgründen nicht beliebig groß gemacht werden. Die bei vertretbarem Flächenaufwand erreichbaren Werte liegen bei 5 ... 10 Mn, Auch der Einsatz entsprechender Zweipole ändert die Leistungsverhältnisse nicht wesentlich. Bei extrem leistungsminimisierten Systemen (z. B. elektronischen Armbanduhren u. ä.) bewegen sich diese Verlustleistungen sogar in Größenordnungen des gesamten übrigen Systems.
Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine elektronische Entprellschaltung der eingangs genannten Art zu verbessern, insbesondere hinsichtlich ihres Leistungsverbrauchs zu verringern.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelost, daß die für den Bereich des Flip-Flops notwendigen Bezugspotentiale nur während der Betätigungadauer des Schalters bzw. Bruchteilen derselben angelegt werden und Verlustleistungen damit auf diese Zeiträume beschränkt werden.
Dieses Verfahren ist vom logischen Standpunkt gerechtfertigt, daß sämtliche anfallenden Potentialkombinationen zu detinierten Zuständen führen (Wahrheitstabelle).
Abb. 2 zeigt eine erfindungsgemäße Schaltung zur Unterdrückung von Kontaktprellen, bei der das Bezugspotential über den Schalter S2 auf der Zählseite nur während der Eingriffsdauer definiert wird. Schalter S1 und Sz sind im zeitlichen Ablauf gekoppelt (z. B. mechanisch), weisen jedoch eine gewisse Phasenverschiebung bezüglich Offnungs- und Schließzeiten auf.
Hieraus resultiert eine entsprechende Verlustleistung nur während der Eingriffsdauer, d. h. in den Zeitraumes til t2 und T. Dies zeigt auch das dazllgehörige Re3aisdiagra Abb. 3 zeigt eine weitere erfindungsgemäße Schaltung zur Unterdrückung von Kontaktprellen, bei der das Bezugspotential über die Schalter S2 und S3 auf Zähl- sowie Korrekturseite nur während der Eingriffsdauer definiert wird. Schalter sind im zeitlichen Ablauf gekoppelt (z. B. mechanisch), weisen jedoch eine gewisse Phasenverschiebung bezüglich Öffnungs und Schließzeiten auf. Hieraus resultiert eine entsprechende Verlustleistung nur während Bruchteilen der Eingriffsdauer, d. h. in den Zeitraumen t1 t2, t3 uteas dazugehörige Relaisdiagramm zeigt ebenfalls diesen Sechverhalt.

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e

1. Elektronische Entprellschaltung für mechanisch betätigte Schalter unter Verwendung eines Flip-Flops, dessen Schaltstrecke dem mechanisch betätigten Kontakt parallel liegt, dadurch gekennzeichnet, daß die für den Betrieb des Flip-Flops notwendigen Bezugspotentiale nur während der Betätigungsdauer des Schalters bzw. Bruchteilen derselben angelegt werden, so daß nur während dieser Zeit in dieser Entprellschaltung Leistung verbraucht herd.

2. Etektronische Entprellschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Anlegen der Bezugspotentiale GLer mindestens einen zusätzlichen Schalter bewerkstelligt wird, der mit dem zu entprellenden Schalter im zeitlichen ovo auf gekoppelt ist, jedoch eine Phasenverschiebung bezüglich Offnungs- und Schließzeit aufweist.

3. Elektronische Entprellschaltung nacn Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dals der zusätzliche Schalter als mechanischer Schalter ausgebildet ist.

4. Elektronische Entprellschaltung nac.o. Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daL- der zusätzliche Schalter als elektronischer Schalter ausgebildet ist.

Lee rs ei t e