應用筆記

介紹 使用廉價的基于PC的示波器，我們可以測量機械開關(guān)改變狀態(tài)時發(fā)生的噪音。此處描述的實驗測量開關(guān)穩(wěn)定所需的時間，并顯示一種減少彈跳效果的方法。

所需設(shè)備
安裝了PicoScope的PC 一個 DrDAQ數(shù)據(jù)記錄器 或 基于PC的示波器 各種開關(guān)進行測試 幾種尺寸的電阻和電容 9 V電池 原型板 合適的引線和連接器。

背景理論
幾乎所有機械開關(guān)都會產(chǎn)生一些“反彈”。也就是說，每次 開關(guān)脈沖切換時，他們實際上會多次打開和關(guān)閉他們的聯(lián)系人，然后再安頓到他們的新位置。對于普通開關(guān)，這可以持續(xù)從幾毫秒（ms）到長達50 ms。只有非常高質(zhì)量的開關(guān)才能產(chǎn)生很少或沒有反彈。 如果你只是打開一個燈，這通常不是問題，但如果你正在使用邏輯設(shè)備，所有這些額外的反彈可能會造成嚴重破壞。例如，如果每按一次按鈕增加一個計數(shù)器，你實際上會為總數(shù)添加幾個計數(shù)？ 消除開關(guān)的一種方法是使用RC網(wǎng)絡來減慢事件的上升沿或下降沿。我們可以使用這樣一個事實，即電容器恢復63％電壓的時間（以秒為單位）是以歐姆為單位的電阻和以法拉為單位的電容的乘積。

實際考慮 雖然開關(guān)彈跳可能是正確的，但是人們每秒只能按下按鈕或操作開關(guān)的次數(shù)也是有限的。這就是各種去抖方法實用的原因。只要去抖方法不會花太長時間，沒有人會注意到。

進行實驗 A部分 多次啟動開關(guān)，并通過眼睛或使用示波器光標測量“反彈區(qū)域”的長度。連接其他開關(guān)并測量那些開關(guān)的反彈長度。嘗試測試具有廣泛特性的不同開關(guān)。大型開關(guān)，小型開關(guān)，按下按鈕時會發(fā)出微小的“咔噠”聲，按鍵則不會。嘗試簡單地使用一根電線而不是開關(guān)。對于每個開關(guān)，記下表格中的主要特征以及反彈區(qū)域的長度。

B部分 更改PicoScope，使其以200 ms / div進行采樣。并將觸發(fā)器更改為Single。使用最容易啟動的開關(guān)（這也是一個強大的開關(guān)！）并且“正常”在錄音范圍內(nèi)盡可能多地按下它。查看跡線并找到彼此最接近的兩個上升沿或下降沿使用光標測量這兩個上升沿或下降沿之間的距離。（這里有一個有趣的子實驗可以通過列出班上每個人的列表，他們每天玩多少小時的電腦游戲以及開關(guān)按下之間的距離。）如果開關(guān)是特別糟糕的，那么彈跳可能干擾這部分。但最有可能的是，你甚至不會看到A部分那么明顯的反彈。

建立 使用其中一個彈跳持續(xù)時間小于1 ms的開關(guān)，在所示位置向電路添加1μF。PicoScope軟件應按照上面的A部分進行設(shè)置。 C部分 像在A部分中那樣捕獲開關(guān)按壓。您應該看到一個很大的改進。在開關(guān)cct實際上應該只有一個下降沿，也許還有一些更小的“顛簸”里的反彈當中。你能解釋一下這是怎么回事嗎？嘗試使用越來越小的電容器來查看凸塊是否更高或更短。將示波器觸發(fā)器更改為Rising并查看通過釋放開關(guān)生成的跟蹤（或?qū)r基設(shè)置為更長的時間段并在同一屏幕上捕獲按下和釋放）。如果您通過實驗測量電容器的價值，您應該熟悉上升沿形狀，它應該提供有關(guān)額外開關(guān)彈跳的位置的線索。

問題和結(jié)果討論 1.您是否注意到開關(guān)尺寸與其開關(guān)彈跳長度之間的關(guān)聯(lián)？ 2.在視頻游戲上花費的小時數(shù)與按下開關(guān)的速度之間是否存在關(guān)聯(lián)？ 3.您是否認為電容器的最佳尺寸與電路中使用的電阻值之間存在聯(lián)系？ 4.如果使用非常大的電容會發(fā)生什么？ 5.討論一些可以“去除”開關(guān)的其他方式。

進一步的問題 如果有TTL計數(shù)器芯片可供使用，學生可能需要將其與某些LED連接，并嘗試使用其中一個開關(guān)進行計時。然后在其上使用去抖動開關(guān)電路，以查看為什么在數(shù)字應用中需要去抖??動開關(guān)的圖形示例。