2019年9月27日 2019年11月13日 スイッチと平行にコンデンサを挿入してチャタリングを防止 この回路は、コンデンサで接点のパタツキによる微小時間のON/OFFを吸収し、シュミットトリガでなだらかになった電圧波形を元の波形に戻す回路です。この回路では原理上スイッチの入力に対し数ミリ秒の遅れが発生しますが、基本的にこの遅延が問題となる事はありません。 コンデンサは容量を大きくすれば効果は大きくなりますが、大きすぎると時定数が大きくなりすぎて反応しなくなります。スイッチのチャタリング程度では容量も必用としないため、スイッチ側のプルアップ抵抗と合わせて0.
1secです。この時定数で波形が大きく鈍りますので、それを安定に検出するためにシュミット・トリガ・インバータ74HC14を用いています。 74HC16xのカウンタは同期回路の神髄が詰まったもの この回路でスイッチを押すと、74HC16xのカウンタを使った自己満足的なシーケンサ回路が動作し、デジタル信号波形のタイミングが変化していきます。波形をオシロで観測しながらスイッチを押していくと、波形のタイミングがきちんとずれていくようすを確認することができました。 74HC16xとシーケンサと聞いてピーンと来たという方は、「いぶし銀のデジタル回路設計者」の方と拝察いたします。74HC16xは、同期シーケンサの基礎技術がスマートに、煮詰まったかたちで詰め込まれ、応用されているHCMOS ICなのであります。動作を解説するだけでも同期回路の神髄に触れることもできると思いますし(半日説明できるかも)、いろいろなシーケンス回路も実現できます。 不適切だったことは後から気が付く! スイッチが複数回押される現象を直す、チャタリングを対策する【逆引き回路設計】 ｜ VOLTECHNO. 「やれやれ出来たぞ」というところでしたが、基板が完成して数か月してから気が付きました。使用したチャタリング防止用コンデンサは1uFということで容量が大きめでありますが、電源が入ってスイッチがオフである「チャージ状態」では、コンデンサ(図7ではC15/C16)は5Vになっています。これで電源スイッチを切ると74HC14の電源電圧が低下し、ICの入力端子より「チャージ状態」のC15/C16の電圧が高くなってしまいます。ここからIC内部のダイオードを通して入力端子に電流が流れてしまい、ICが劣化するとか、最悪ラッチアップが生じてしまう危険性があります。 ということで、本来であればこのC15/C16と74HC14の入力端子間には1kΩ程度で電流制限抵抗をつけておくべきでありました…(汗)。この基板は枚数も大量に作るものではなかったので、このままにしておきましたが…。 図6. 複数の設定スイッチのある回路基板の チャタリング防止をCR回路でやってみた 図7. 図6の基板のCR回路によるチャタリング防止 (気づくのが遅かったがC15/C16と74HC14の間には ラッチアップ防止の抵抗を直列に入れるべきであった!) 回路の動作をオシロスコープで一応確認してみる 図7の回路では100kΩ(R2/R4)と1uF(C15/C16)が支配的な時定数要因になっています。スイッチがオンしてコンデンサから電流が流れ出る(放電)ときは、時定数は100kΩ×1uFになります。スイッチが開放されてコンデンサに電流が充電するときは、時定数は(100kΩ + 4.
VHDLで書いたチャタリング対策回路のRTL 簡単に動作説明 LastSwStateとCurrentSwStateは1クロックごとに読んだ、入力ポートの状態履歴です。これを赤字で示した部分のようにxorすると、同じ状態(チャタっていない)であれば結果はfalse (0)になり、異なっている状態(チャタっている)であれば結果はtrue (1)になります。 チャタっている状態を検出したらカウンタ(DurationCounter)をクリアし、継続しているのであればカウントを継続します。このカウンタは最大値で停止します。 その最大値ひとつ前のカウント値になるときにLastSwStateが0であるか1であるかにより、スイッチが押された状態が検出されたか、スイッチから手を離した状態が検出されたかを判断し、それによりRiseEdge, FallEdgeをアサートします。なお本質論とすれば、スイッチの状態とRiseEdge, FallEdgeのどちらがアサートされるかについては、スイッチ回路の設計に依存しますが…。 メ タステーブル(準安定)はデジタル回路でのアナログ的ふるまいだ!
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