RC積分回路はチャタリング防止回路として他の回路に繋がるときにチャタリング防止の原理はどんなことですか?

A 回答 (2件)

メカニカル接点を閉じる時には、微視的に見ると接点のバウンドによってチャタリングが起きます。


これを信号の入力として見る時、一回の動作で何回も入力が繰り返されたように見えます。これが誤作動の原因になります。
RC積分回路は、信号に対して抵抗を直列に、その後でコンデンサを介してグランドに落としていますね。
接点信号が入ると抵抗を通った電流は、コンデンサを充電しますので、コンデンサの端子電圧が上がってくるまでは、入力電圧が抵抗に掛かってしまい、次の回路の信号電圧としては、電圧が低い為働きません。
このRCの値を適当に選べば、接点のバウンドが収まるまで、次の回路に信号を与えないように出来るわけです。
チャタリングの振動する電圧波形を積分するように働き、積分した値が、次の回路のスレショルド電圧に達すると初めて次の回路に信号を送ります。
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チャタリングはメカニカルSWなどで例えばOFF→ON時に、接点が振動することなどによって、細かにON/OFFが


繰り返される現象で、デジタル回路などで誤動作の原因になったりします。

これを簡単なRC積分回路を通すことで波形を変えてなくすことができます。
積分器ですから、一口に言えば、方形波は三角波に変換されます。
今、接点がOFFからONになるとして、これを0(Low)から+1(High)になる階段波を考えるとき、その立ち
上り部分に細かな方形波(実際は周期は一定してない)ができると考えます。

これをまず、図に表してみましょう。幅2mm程度、高さ20mm程度の方形波を数個描いてその後ずっと1
(High)になるような図を考えます。
次に、その下に、これを積分した波形を描いて見ます。"H"ぼ間は右上り、"L"のところは右下がりにおよそ
45°の直線を描いていきます。すると初めの方形波のところは小さな低いレベルの三角波になるでしょう。
そのあと、きちんとたち上がった部分はずっと右上りのまま"H"レベルの位置に達して、そこからは"H"レベル
で一様になります。

もし、その後につながる回路が、"H"の1/2のところで"H"になったことを検出するように設定されていれば、
初めの三角波の部分では"H"であるとみなされないので、ずっと"L"のままであるとされ、そのあとの右上りの
直線のおよそ半分の点で初めて"H"であると検出されます。

はじめの方形波の図に高さ1/2の線を横に引いて見ましょう。その線より上のところが"H"、下のところが"L"
になるとして、出力を描いてみると、全く同じ波形になりますが、積分した波形で同じように高さ1/2の線を
引いて出力を求めてみると、結果はひとつのきれいな階段波になるはずです。
もちろん、ONになる("H"になる)タイミングは、ずれます(ディレイ・遅延)が、初めにあったチャタリング
の部分はなくなります。

これが積分回路によるチャタリング防止効果です。

実際のチャタリングは数μSから数mSですので、小さな時定数(RxC:1Kohmx1μF=1mS)で済みますが、
後の回路のスレッショルドVsh(上で仮に"H"の1/2とした検出レベルのこと)や用途によっては、なかなか適切に
設定するのが難しい場合も多々あります。
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