LTspiceでチャタリング除去回路

PICマイコンの応用回路として、スイッチ入力を読み取る回路はよく使われます。
スイッチ入力と常にセットで語られる語られる現象として、「チャタリング」というものがあります。

チャタリングとは、スイッチを押したときに機械的な接点が跳ねて振動することによって、一回ボタンを押すだけで複数回のパルスが出てしまう現象のことです。

チャタリング現象そのものについてや対策に関しては、解説している文章はたくさんあるのでそちらを見てください。
具体的にはELMさまのチャタリング対策のしかたfitDESIGNさまの<コラム1> チャタリング除去回路がおすすめです。

さてそれはそれとして、チャタリング対策回路の基本であるCRローパスフィルタの挙動をLTspiceでみてみましょう。






回路の説明をしましょう。

スイッチからの信号はV1とV3を直列にすることによって、再現してみました。
グラフ上では緑色のラインで表現されています。10msから20msまでチャタリングがおきています。現実のチャタリングはもっと汚い波形なのかもしれませんが、シミュレーションの大意は変わらないでしょう。

R1とC1がパッシブローパスフィルタです。
青いラインで描かれたグラフが、ローパスフィルタの出力波形です。緑色の波形に比べて立ち上がりがなだらかになっています。信号が遅延されているとも言い換えられます。

ローパスフィルタの出力から74HC14で整形されて出力されます。74HC14はインバータなので出力の論理は反転します。
CRローパスフィルタからの入力信号の立ち上がりはとてもゆっくりであるので、バッファにはシュミットトリガタイプの74HC14を使います。

と、まあ、この程度の話だったのですが、どうでしょう。
今日言いたかったことは、「本当に簡単なチャタリング除去回路といっても自分でオシロスコープで波形を確認したことありますか?」ということです。ちなみに私はありません。
そもそも、趣味でオシロスコープなんか持ってないよという人でもシミュレータなら簡単です。LTspiceマジオススメ。

なお、74HCシリーズのLTspiceモデルはYahoo!のLTspiceユーザーグループの物を利用させていただきました。


tag: LTspice 

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