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用RC低通濾波器防止振蕩

發(fā)布時(shí)間:2008-11-03 來源:www.dzsc.com

中心論題:

  • 微型開關(guān)簡介以及介紹微型開關(guān)的振蕩
  • RC濾波器構(gòu)成的振蕩防止電路

解決方案:

  • 在數(shù)字電路的輸人電路中插入RC低通濾波器
  • 振蕩時(shí)間隨開關(guān)種類的不同而有很大的區(qū)別,因此必需研究RC電路的時(shí)間常數(shù)

  
RC低通濾波器的代表應(yīng)用之一,是防止機(jī)械開關(guān)、機(jī)械觸點(diǎn)的振蕩。機(jī)械觸點(diǎn)的振蕩(觸點(diǎn)ON時(shí)產(chǎn)生大的振動(dòng))被開關(guān)的構(gòu)造左右,首先我們實(shí)測一下微型開關(guān)的振蕩。
  
圖1是稱為限位開關(guān)的微型開關(guān)的振蕩波形圖。機(jī)械觸點(diǎn)的開關(guān)由于按壓方法、時(shí)間不同會(huì)發(fā)生各種各樣的振蕩,此時(shí)的時(shí)間、波形也各種各樣,這里表示了最長時(shí)間的振蕩的例子。
 
                                                  
                                                                          圖1微型開關(guān)觸點(diǎn)ON時(shí)的振蕩示例
  
具有機(jī)械觸點(diǎn)的開關(guān)有很多種,圖片1表示的是具有代表性的。電磁繼電器也具有機(jī)械觸點(diǎn),也會(huì)產(chǎn)生大大小小的振蕩。
  
                                      
                                                                                       桿式微型開關(guān)
 
數(shù)字電路是不希望振蕩的。使用觸發(fā)電路原理上也是防止振蕩影響的電路,簡草的防止對(duì)策就是組合RC低通濾波器和施密特觸發(fā)電路。
  
通常CMOS數(shù)字IC的閾值電壓(區(qū)別L和H的電壓電平)VT,只是一點(diǎn),圖1表示具有施密特觸發(fā)電路的反相電路、74HC14的閾值電壓。施密特觸發(fā)電路具有高電平閾值Vp和低電平閾值Vn,閾值間具有磁滯電壓VH,VH為Vp-VN。即VP以下的輸人電平可被確定邏輯輸出;磁滯電壓VH,以下時(shí),即使有噪聲,輸出電平也不變化。因此,具有施密特輸人的數(shù)字IC電路,即使加上變化緩慢的信號(hào),因噪聲等引起輸出電平翻轉(zhuǎn)的危險(xiǎn)也會(huì)變少。在數(shù)字電路的輸人電路中插入RC低通濾波器,可去掉輸人信號(hào)中含有的噪聲,整形輸出波形。

                                         
                                                                                            按鈕開關(guān)
 

                                            
                                                                          圖 2施密特反相電路的臨界電壓
 

                                               
                                                                       圖3 由RC濾波器構(gòu)成的振蕩防止電路
 
  
圖的輸人波形是圖1.6電路中C=0時(shí)的波形。這里即使使用施密特輸人的數(shù)字IC電路,但如果不附加RC低通濾波器,對(duì)防止振蕩不會(huì)具有任何意義。
  
圖1的下段是R=10kΩ、C=0.1μF(T=1ms)時(shí)的輸人波形。RC低通濾波器可去掉振蕩,C的端子電壓…數(shù)字IC的輸人信號(hào)變化延遲,這一信號(hào)如果輸人到不具有施密特電路的數(shù)字IC電路中,則在閾值電壓附近易發(fā)生誤動(dòng)作。照片1.8是振蕩防止電路的輸入輸出波形,從圖形中可看出確實(shí)除掉了開關(guān)處的振蕩現(xiàn)象。

                                                   
                                                      圖4振蕩防止電路的輸人輸出波形(輸出波形需要延遲)
 
像這種附加的RC電路,只能適用于輸入阻抗高的CMOS數(shù)字IC。由于TTL電路等輸入阻抗低,所以是不能在輸入處插入高阻抗的。另外,還必須要注意產(chǎn)生時(shí)間延遲的點(diǎn),振蕩時(shí)間隨開關(guān)種類的不同而有很大的區(qū)別,因此必需研究RC電路的時(shí)間常數(shù)。

 

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