SU1201903A1 - Устройство защиты электрических цепей от дребезга контактов коммутационных устройств - Google Patents

Abstract

1. УСТРОЙСТВО ЗАЩИТЫ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ЦЕПЕЙ ОТ ДРЕБЕЗГА КОНТАКТОВ КОММУТАЦИОННЫХ УСТРОЙСТВ, содержащее входную шину, выводы дл  подключени  управл ющего контакта , выходн;уЮ щину и интегратор, причем один из выводов дл  подключени  управл ющего контак а соединен с входной шиной, отличаю цес: : тем, что, с целью уменьшени  потребл емой мощности, повышени  помехоустойчивости и расширени  эксплуатационных возможностей, в него введены пик-детектор, пороговый элемент, разр дный элемент и два транзистора разного типа проводимости, причем другой вывод дл  подключени  управл ющего контакта соединен с входом интегратора, выход которого подключен к разр дному элементу, входу пик-детектора и через пороговый элемент - к базе первого транзистора, эмиттер которого соединен с выходом пик-детектора , а коллектор - с базой второго транзистора , эмиттер которого подключен к выходной шине, а коллектор - к выходу интегратора . 2. Устройство по п. 1, отличающеес  i тем, что в качестве разр дного элемента (Л использован генер.атор импульсов тока. to о со Ubi о ff 00

Description

Изобретение относитс  к автоматике, телемеханике и вычислительной технике, технике телефонной св зи и предназначено дл  устранени  на выходе механического контакта импульсов напр жени , возникающих от дребезга контактов кнопки и может найти применение, в частности, в блоках управлени  дл  формировани  сигналов, подаваемых от контактов переключателей, в электронных коммутаторах, в абонементской телефонных аппаратов с кнопочной тастатурой .

Цель изобретени  - уменьшение потребл ющей мощности повыщение помехоустойчивости и расширение эксплуатационных возможностей.

На фиг. 1 представлена схема устройства защ ть. от дребезга контактов; на И1. 2 а. б, в вре.менные диаграммы, по с  ющие его работу.

Устройство защиты от дребезга контаков содержит входную щину 1, соединенную г контактом 2, подключенным к источнику лосто нного напр жени  3, интегратор 4, ко торый может быть выполнен, например, на операционном усилителе, выход интегратора соединен с входом пик-детектора 5, а разр дным элементом 6 - с пороговым элеменгом 7 и коллектором транзистора 8, базу которого соединена с коллектором транзистора 9, а эмиттер - с выходной шиной 10, котора  либо через внутреннее сопротивление выходного источника, либо через внешнее сопротивление 11 соединена с шиной нулевого потенциала 12. Кроме того , на фиг. 1 дан пример выполнени  интегратора на резисторе 13 и конденсаторе 14 и пик-детектора 5 на диоде 15 и конденсаторе 16 (резисторы, включаемые дл  стабилизации работы транзистора, так как они несущественны дл  достижени  указанной цели изобретени , не показаны). В исходном состо нии,  вл ющемс , как правило , длительным, контакт 2 разомкнут и все элементы схемы обесточены. Это одно из главных преимуществ предлагаемого технического решени , так как большую часть времени схема защиты находитс  в режиме ожидани  и важно, чтобы эту часть времени схема не потребл ла электроэнергии, при этом все детали схемы защиты обесточены и не расходуют свои ресурсы, что обеспечивает максимально возможную надежность используемых элементов. Кроме того, схема защиты не требует никаких операций дл  ее установки в исходное состо ние.

При замыкании контакта 1 сигнал, раздробленный (фиг. 2а) в результате дребезга, поступает на вход интегратора 4, вследствие чего накопительный элемент интегратора зар жаетс . Посто нна  времени интегратора 4 выбираетс  такой, чтобы врем  его зар да было больше длительности любого

ИЗ импульсов, получаемых в результате дребезга контактов.

Напр жение с выхода интегратора 4 подаетс  на вход пик-детектора 5, вследствие чего напр жение на выходе пик-детектора на этом этапе работы полностью повтор ет величину нарастающего напр жени  с выхода интегратора 4 (фиг. 26, Ubotx.), при этом посто нна  времени интегратора в период его возрастани  определ етс  суммой емкостей конденсаторов 14 и 16. Транзистор 9 надежно закрыт из-за того, что напр жение на его эмиттере и базе приблизительно равно напр жению на выходе интегратора 4, а следовательно пороговый элемент 7 заперт 5 и через него ток не протекает. В качестве порогового элемента 7 можно использовать стабилитрон.

Через некоторое врем  после за.мыкани  контакта 1 напр жение на выходе интегратора , достигает своего максимального значени  и в дальнейшем на выходе интегратора 4 и пи к-детектора 5 будет посто нным в течение всего времени за.мкнутого состо ни  контакта 1, а на выходной шине 10. Uauxi - будет отсутствовать.

При размыкании контакта 1, напр жение на выходе интегратора снижаетс  уже во врем  дроблени  импульсов. Уменьшение напр жени  на выходе интегратора 4 происходит в течение времени отсутстви  напр жени  на входе, например, за счет разр да конденсатора 14 через разр дный элемент 6. До размыкани  контакта 1 конденсатор не разр жаетс  из-за того, что ток через резистор 13 равен току через разр дный элемент 6. При уменьшении напр жени  на выходе интегратора 4 напр жение на выходе пик-детектора остаетс  неизменным (фиг. 26).

Вследствие уменьшени  напр жени  на

0 выходе интегратора 4 увеличиваетс  разность напр жений на пороговом эле.менте 7. В момент времени, когда напр жение на выходе интегратора 4 становитс  меньше величины напр жени  проводимости порогового элемента 7, последний начинает проводить ток, вследствие чего начинает протекать ток базы, эмиттера и коллектора транзистора 9 и ток базы, эмиттера и коллектора транзистора 8. При этом источником напр жени  дл  эмиттера транзистора 9

Q  вл етс  напр жение на конденсаторе 16 пик-детектора 5.

Вследствие протекани  тока коллектора транзистора 8 увеличиваетс  скорость разо да накопительного элемента интегратора 4, а это приводит к увеличению напр жени  на выводах порогового элемента 7 и тока через него. Вследствие увеличени  тока базы транзистора 9 увеличиваетс  ток коллектора транзистора 8, скорость спада

напр жени  на выходе интегратора 4, ток базы транзистора 9 и т.д., т.е. развиваетс  лавинообразный процесс, при котором транзисторы 9 и 8 вход т в режим насыщени  и на выходной шине 10 формируетс  передний фронт выходного импульса Увыж. В течение дальнейшего времени конденсатор 16 разр жаетс  на сопротивление 11.

Конденсаторы 14 и 16 разр жаютс  быстро через малое сопротивление 11, причем величина напр жени  на конденсаторе 16 больше, -чем на конденсаторе 14 на величину падени  напр жени  на пороговом элементе 7.

В тот момент, когда напр жение на конденсаторе 16 достигает величины напр жени  начала проводимости порогового элемента 7, последний запираетс , транзисторы 9 и 8 также запираютс  и на выходной шине 10 в этот момент формируетс  задний фронт выходного импульса. После этого устройство защиты от дребезга снова готово к приему следующего импульса.

Врем  готовности схемы защиты к повторной работе может быть практически сделано как угодно малым за счет использовани  малого сопротивлени  11 и малых емкостей конденсаторов 14 и 16.

Степень веро тности формировани  ложного импульса Ubbixj при воздействии на схему импульсов помех как во врем  разомкнутого состо ни  контакта, так и во врем  замкнутого состо ни  значительно меньше, чем в известном устройстве, из-за того, что длительность и мощность этой импульсной помехи должна быть такой большой величины, чтобы обеспечить зар д конденсаторов 14 и 15 до напр жени  как минимум начала проводимости порогового элемента 7, величину проводимости которого можно выставить с большим запасом. В св зи с тем, что ток через сопротивлени  11 значительно большей величины, чем ток через резистор 13 при максимальном входном напр жении на интеграторе, последующий дребезг контактов после формировани  переднего фронта выходного импульса вли ни  на выходной импульс оказать не может. На выходе ивых формируетс  сигнал, пропорциональный времени нажати  кнопки, также с меньщей веро тностью формировани  в нем ложных импульсов.

Ошибка в измерении интервала времени состо ни  контакта 2 не может превышать в рассматриваемой схеме нескольких дребезгов контакта 2, что  вл етс  малой величиной по сравнению с временем нажати  контакта 2.

Изобретение выгодно отличаетс  с точки зрени  измерени  замкнутого состо ни  контактов , в св зи с тем, что в известном устройстве используетс  одновибратор, вырабатываюший импульс несколько больший, чем врем  дребезга контактов, которое в основном и определ ет ошибку измерени .

В предлагаемой схеме практически исключаетс  задержка по влени  сигнала на выходе ивыхг по отношению к сигналу на входе схемы, наблюдаема  в известных устройствах . Таким образом устран етс  неточность временного повторени  сигнала, снимаемого с контакта, что  вл етс  особенно важным в системах автоматики, где бывает необходимо знать точную информацию о моменте начала переключени  контакта датчика. Указанное также позвол ет повысить точность цифрового преобразовани  сигналов, снимаемых с механических контактов и несущих временную информацию, и иметь высокое быстродействие.

0 Предлагаемое устройство удобно тем, что оно формирует как импульс, пропорциональный времени замыкани , так и одиночный импульс с крутым передним фронтом. Последнее удобно в тех схематических решени х автоматики и вычислительной техники, где необходимо формировать одиночный импульс , сигнализирующий размыкание (замыкание ) контакта. В том случае, когда необходимо иметь выходной сигнал, синхронизированный с импульсами тактовой частоты, можно в качестве элемента разр да 6 использовать генератор импульсов тока тактовой частоты, импульсы которого осуществл ют разр д конденсатора 14 интегратора 4, последовательно с которым включаетс  дополнительный резистор (не показан).

5 Форма импульсов с генератора импульсов тока 6 должна быть пилообразной с крутым передним фронтом, что обеспечивает на указанном дополнительном резисторе скачкообразное падение напр жени  на переднем

0 фронте тактовых импульсов с последующим возрастанием этого напр жени  в св зи с уменьшением падени  напр жени  на дополнительном резисторе. При этом всегда передний фронт выходного импульса будет совпадать с передним фронтом одного из тактовых импульсов, так как момент релаксационного процесса всегда будет совпадать с передним фронтом синхронизированного импульса из-за получени  выходного напр жени  с выхода интегратора ступенчатой

Q формы. В описанном случае генератор тактовой частоты импульсов тока имеет возможность работать с любой частотой, что повышает быстродействие рассмотренного технического решени , тогда как в известных технических решени х эта частота ог5 раничена.

Таким образом, использование в данном устройстве импульсов тока разр да интегратора , синхронизированных тактовой частотой , позвол ет получить на выходе унифицироваьн ый сигнал, синхронный с тактовым

импульсом, и повысить частоту тактовых импульсов настолько, насколько позвол ют используемые логические элементы.

Claims (2)

1. УСТРОЙСТВО ЗАЩИТЫ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ЦЕПЕЙ ОТ ДРЕБЕЗГА КОНТАКТОВ КОММУТАЦИОННЫХ УСТРОЙСТВ, содержащее входную шину, выводы для подключения управляющего контакта, выходную шину и интегратор, причем один из выводов для подключения управляющего контакта соединен с входной шиной, отличающее;я. тем, что, с целью уменьшения потребляемой мощности, повышения помехоустойчивости и расширения эксплуатационных возможностей, в него введены пик-детектор, пороговый элемент, разрядный элемент и два транзистора разного типа проводимости, причем другой вывод для подключения управляющего контакта соединен с входом интегратора, выход которого подключен к разрядному элементу, входу пик-детектора и через пороговый элемент — к базе первого транзистора, эмиттер которого соединен с выходом пик-детектора, а коллектор — с базой второго транзистора, эмиттер которого подключен к выходной шине, а коллектор — к выходу интегратора.

2. Устройство по π. 1, отличающееся g тем, что в качестве разрядного элемента использован генер.атор импульсов тока.

Фие.1 >