Дребезг контактов

При управлении критичными к дребезгу входами цифровых устройств используют специальные электронные схемы (пример с триггером на рисунке 2) или другого типа: сигнал от контакта подаётся через ФНЧ (в простейшем случае — RC-цепочку) на электронную схему с передаточной статической характеристикой, имеющей петлю гистерезиса (например, триггер Шмитта), и уже выход этого устройства используют для тактирования цифрового устройства.

Рисунок 3. Фильтр защиты от дребезга контактов на инвертирующем триггере Шмитта и временны́е диаграммы его работы.
${\displaystyle T_{H}}$ — Верхний порог переключения триггера.
${\displaystyle T_{L}}$ — Нижний порог переключения триггера.
${\displaystyle T_{B}}$ — Время затухания дребезга контактов кнопки.
${\displaystyle U_{C}}$ — Напряжение на конденсаторе.
${\displaystyle U_{cc}}$ — Напряжение питания.
${\displaystyle SW}$ — Кнопка.

Вариант такого фильтра с инвертирующим триггером Шмитта и ФНЧ на его входе и кнопкой с только одним замыкающим контактом приведен на рисунке 3.

При ненажатой кнопке ${\displaystyle SW}$ напряжение на конденсаторе ${\displaystyle C}$ примерно равно напряжению питания, поэтому напряжение ${\displaystyle U_{C}}$ на входе триггера превышает его верхний порог, и, так как триггер инвертирующий, на его выходе ${\displaystyle U_{out}}$ будет низкое напряжение, близкое к напряжению «земли», или состояние логического «0».

При нажатии на кнопку конденсатор очень быстро разрядится до нулевого напряжения, на входе триггера напряжение станет ниже нижнего порога переключения ${\displaystyle T_{L}}$ и на выходе триггера установится напряжения близкое к напряжению питания — состояние логической «1».

Постоянная времени ${\displaystyle T=RC}$ ${\displaystyle RC}$-цепи выбрана заведомо больше времени успокоения дребезга ${\displaystyle T_{B}}$, поэтому конденсатор во время дребезга, когда цепь кнопки кратковременно размыкается, не успевает зарядиться до нижнего порога переключения триггера и на выходе триггера удерживается стабильное состояние логической «1».

После отпускания кнопки конденсатор через резистор постепенно заряжается, и при достижении напряжения на нём выше верхнего порога переключения триггера выход триггера переходит в состояние логического «0».

В вычислительных, например, микропроцессорных системах подавление дребезга контактов обычно производят программным способом. При этом в качестве тактирующего сигнала используется не сам сигнал от контакта с дребезгом, а некоторая связанная с ним специально сформированная однобитная булевая переменная.

При программном формировании[3] очищенного от дребезга контакта сигнала наибольшее распространение получили три из них:

1. Путём установки временной задержки — программа, обнаружив замкнутое состояния контакта, игнорирует его состояние на время, заведомо большее длительности дребезга, и спустя это время снова проверяет состояние контакта. Если после этого времени состояние контакта замкнутое, то соответствующая переменная меняет значение.
2. Методом подсчёта числа совпадающих значений сигнала замкнутости — программа многократно считывает состояние контакта, и, если последовало определённое количество подтверждений замкнутости в течение заданного промежутка времени (определяется экспериментально и выбирается в пределах от 10 до 100), контакт считается устойчиво замкнутым.
3. Методом подсчёта времени устойчивого состояния — программа в течение заданного времени многократно считывает состояние контакта. Если в течение заданного времени не обнаружено ни одного изменения состояния на противоположное, то контакт считается устойчиво замкнутым. В противном случае, если было обнаружено изменение состояния в течение заданного времени, то подсчёт времени прерывается (или продолжается, но с установкой флага или подсчётом количества изменений состояния для оценки физического состояния механических контактов) и контакт считается разомкнутым или с неустойчивым состоянием (если такая информация используется в программе).