开关使用的越频繁,电子设备报废的也越快——开关反弹的数据监测

　　介绍：几乎所有的机械在开关过程中会产生一些“反弹”现象，也就是说，每次的切换，他们实际上已经打开和关闭了很多次触点，然后才落实到新的位置。对于正常的开关，它可以持续从少到几毫秒（ms）到长达50ms。只有质量非常高的开关才产生很少或没有弹跳。

　　日常中如果您只是打开电灯，这没有什么大影响，但如果您正在使用精密的逻辑设备，所有的额外的反弹都可能会对仪器造成严重破坏。例如，如果每次按下一个按钮增加一个计数器，但你实际上添加的却不止一个。去弹跳开关的一种方法是使用RC网络来减缓事件的上升沿或下降沿。

　　实际考虑：尽管开关存在反弹，但是每个人操作开关的次数是有限。所以各种去抖动方法都是实用的，前提是去抖动方法不能需要太长时间。这里只需要使用DrDAQ数据记录器结合pc机及相关软件，就可以测量机械开关改变状态时发生的噪声。这个实验要测量开关需要的时间量，并显示一种减少跳动的方法。

　　所需设备：安装了PicoScope的PC，一个DrDAQ数据记录器（或基于PC的示波器）、各种开关、几种尺寸的电阻和电容、9V电池、原型板、合适的导线和连接器。

　　实验设置：按照电路图所示连接电池，电阻和开关。将探头连接到点A。PicoScope软件应设置为采样1ms/div，±10V，DC。触发重复，ChA，以大约6000mV下降，-10％的预触发。

　　进行实验：

　　A部分：多次启动开关，测量“反弹区域”的长度。再连接其他开关，并测量其上的反弹长度。并尝试测试不同的具有广泛特性的开关。如：大开关、小开关和按钮，当您按下它们时，使其产生一个微小的“点击”。同时每个开关都要记录一个表格中的主要特征以及反弹区域的长度。

　　B部分：更改PicoScope的设定，使其以200ms/div进行采样。并将触发器改成单个。用最容易启动的开关，在录制范围内多次 “正常”按下它。查看轨迹，找到彼此最接近的两个上升或下降沿再使用光标测量这两个上升沿或下降沿之间的距离。如果开关的质量不太好，反弹就可能干扰这部分。

　　停止开关，使用其中一个弹跳小于1ms持续时间的开关，在所示位置向电路添加1μF。PicoScope软件应该按照上面的A部分进行设置。

　　C部分：按照A部分的方式捕获按下开关按钮产生的现象，此时应该会有很大的改进。在实际上只有一个下降沿，也许还有一些更小的“颠簸”里的反弹当中。解释：用更小和更大的电容器进行实验，看看凸块是否变得更高或更短。将范围触发器更改为Rising，并查看释放开关产生的跟踪（或将时基设置为较长的时间并捕获同一屏幕上的按下和释放）。

　　问题和结果的讨论：

　　1.您是否注意到开关的大小与其开关反弹的长度之间的联系？

　　2.玩电子游戏的时间与您可以按开关的速度有关吗？

　　3.您认为电容器的最佳尺寸和电路中使用的电阻值之间有联系吗？

　　4.如果使用非常大的电容器会发生什么？

　　5.讨论开关可以“反弹”的其他方式。

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