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開關(guān)彈跳和其他骯臟的小秘密

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資料介紹

開關(guān)可以做一些非常奇怪的事情。大多數(shù)工程師在將開關(guān)或繼電器連接到數(shù)字系統(tǒng)后不久就知道了這個骯臟的小秘密。在數(shù)字系統(tǒng)的時間尺度上，開關(guān)不會干凈利落。相反，由于老化、操作慣性、機(jī)械設(shè)計(jì)和開關(guān)接觸表面的微觀條件等影響，典型的開關(guān)會在打開或關(guān)閉所需的幾十毫秒內(nèi)進(jìn)行多次轉(zhuǎn)換。通常稱為“開關(guān)反彈”，這種行為是生活中不可避免的事實(shí)。開關(guān)可以做一些非常奇怪的事情。大多數(shù)工程師在將開關(guān)或繼電器連接到數(shù)字系統(tǒng)后不久就知道了這個骯臟的小秘密。在數(shù)字系統(tǒng)的時間尺度上，開關(guān)不會干凈利落。相反，由于老化、操作慣性、機(jī)械設(shè)計(jì)和開關(guān)接觸表面的微觀條件等影響，典型的開關(guān)會在打開或關(guān)閉所需的幾十毫秒內(nèi)進(jìn)行多次轉(zhuǎn)換。通常稱為“開關(guān)反彈”，這種行為是生活中不可避免的事實(shí)。將標(biāo)準(zhǔn)開關(guān)連接到數(shù)字計(jì)數(shù)電路后，您可以觀察到打開時的幾次計(jì)數(shù)和關(guān)閉時的幾次計(jì)數(shù)（將標(biāo)準(zhǔn)開關(guān)連接到數(shù)字計(jì)數(shù)電路后，您可以觀察到打開時的幾次計(jì)數(shù)和關(guān)閉時的幾次計(jì)數(shù)（圖 1圖 1和和22). 這種不穩(wěn)定的行為會對數(shù)據(jù)造成嚴(yán)重破壞，因?yàn)閺拈L遠(yuǎn)來看，準(zhǔn)確的計(jì)數(shù)不一定會重復(fù)。開關(guān)彈跳在不同單元之間、批次之間甚至在單個開關(guān)的整個生命周期內(nèi)都不一致。薄膜開關(guān)和一些其他類型的開關(guān)在新時似乎不會彈跳，但所有機(jī)械開關(guān)有時都會彈跳。沒有什么可以確保相同類型的另一個開關(guān)會以相同的方式工作，或者特定的開關(guān)會隨著時間的推移保持無彈跳。). 這種不穩(wěn)定的行為會對數(shù)據(jù)造成嚴(yán)重破壞，因?yàn)閺拈L遠(yuǎn)來看，準(zhǔn)確的計(jì)數(shù)不一定會重復(fù)。開關(guān)彈跳在不同單元之間、批次之間甚至在單個開關(guān)的整個生命周期內(nèi)都不一致。薄膜開關(guān)和一些其他類型的開關(guān)在新時似乎不會彈跳，但所有機(jī)械開關(guān)有時都會彈跳。沒有什么可以確保相同類型的另一個開關(guān)會以相同的方式工作，或者特定的開關(guān)會隨著時間的推移保持無彈跳。圖 1. 小型按鈕開關(guān)的上升沿開關(guān)彈跳顯示了大約 5 毫秒的彈跳間隔，其中包括 10 次轉(zhuǎn)換。就像彈跳球一樣，開關(guān)動作頻率向右增加。圖 1. 小型按鈕開關(guān)的上升沿開關(guān)彈跳顯示了大約 5 毫秒的彈跳間隔，其中包括 10 次轉(zhuǎn)換。就像彈跳球一樣，開關(guān)動作頻率向右增加。圖 2. 另一個上升沿開關(guān)彈跳（對于 5A 觸點(diǎn)繼電器）顯示了大約 5.5 毫秒的彈跳間隔，其中包括 20 個全振幅轉(zhuǎn)換和一些較小的轉(zhuǎn)換。圖 2. 另一個上升沿開關(guān)彈跳（對于 5A 觸點(diǎn)繼電器）顯示了大約 5.5 毫秒的彈跳間隔，其中包括 20 個全振幅轉(zhuǎn)換和一些較小的轉(zhuǎn)換。除了彈跳，開關(guān)和數(shù)字系統(tǒng)還有其他煩人的習(xí)慣。例如，當(dāng)您在嘈雜的工業(yè)環(huán)境中運(yùn)行開關(guān)布線時，會發(fā)生奇怪的事情。根據(jù)定義，開路開關(guān)具有高阻抗，因此干擾信號很容易應(yīng)對。任何電容或電感耦合到開關(guān)接線的噪聲脈沖都可能導(dǎo)致幻象開關(guān)閉合。除了彈跳，開關(guān)和數(shù)字系統(tǒng)還有其他煩人的習(xí)慣。例如，當(dāng)您在嘈雜的工業(yè)環(huán)境中運(yùn)行開關(guān)布線時，會發(fā)生奇怪的事情。