DE2355095B2 - Circuit arrangement to avoid the effects of contact bounce - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Schaltungsanordnung zum Unterdrücken von Kontaktprellen zur Anwendung insbesondere bei Fernsprechanlagen.The invention relates to a circuit arrangement for suppressing contact bounce for use especially in telephone systems.

Insbesondere bei Fernsprechanlagen, die Zusammenschaltungen von mechanischen Kontakten und elektronischen Schaltungen enthalten, bewirkt Kontaktprellen unerwünschte Auswirkungen. Um diese zu vermeiden, sind bisher verschiedene Möglichkeiten bekanntgeworden. Eine dieser Möglichkeiten besteht darin, an Stelle eines einfachen Arbeits- oder Ruhekontaktes einen Umschaltkontakt zu benutzen, der seinerseits einen Flip-Flop setzt. Da vielfach nicht die Möglichkeit besteht, einen Umschaltkontakt einzusetzen, wird bei anderen bekannten Lösungen der vom Arbeits- oder Ru- so hekontakt herrührende Schaltimpuls vor der Weiterverarbeitung durch die Elektronik über ein R-C-Glied integriert, was zu Impulsverzerrungen führt, da wegen des Prellcns kein exakt definierter Schaltzeitpunkt existiert. Hierzu wird auf das »TTL-Kochbuch« von Tl, ss S. 113 und 114, hingewiesen. Eine weitere bekannte Lösung verwendet zur Auswertung des Schaltzustandes einfacher Kontakte Schaltungsanordnungen, die unter anderem monostabile Flip-Flop-Stufen enthalten. Diese Mono-Flops werden durch die jeweils erste Flanke '"' eines Schaltimpulses angestoßen und sperren die Anordnung für eine definierte /.eil, so daß während dieser Zeitspanne auftretende Inipulsflanken — z. B. durch Prellen — nicht ausgeweitet werden. Diese Anordnung läßt sich wegen der erforderlichen großen Kapa/itäten ⁽'^s nicht als integrierte Festkörperschaltung, vorzugsweise als sogenannte LSI-Schaliung. ausführen.Contact bouncing causes undesirable effects, particularly in telephone systems that contain interconnections of mechanical contacts and electronic circuits. To avoid this, various possibilities have become known so far. One of these possibilities is to use a changeover contact instead of a simple normally open or normally closed contact, which in turn sets a flip-flop. Since it is often not possible to use a changeover contact, in other known solutions the switching pulse originating from the working or neutral contact is integrated via an RC element before further processing by the electronics, which leads to pulse distortions, since no bouncing occurs exactly defined switching time exists. Reference is made to the "TTL cookbook" by Tl, see pp. 113 and 114 for this purpose. Another known solution uses circuit arrangements which, among other things, contain monostable flip-flop stages to evaluate the switching state of simple contacts. These mono-flops are triggered by the respective first flank '"' of a switching pulse and block the arrangement for a defined period, so that pulse flanks occurring during this period of time - e.g. by bouncing - are not expanded. This arrangement can be because of the required large Kapa / non-el innovations ^{( 's} as an integrated solid-state circuit, preferably run as so-called LSI Schaliung..

AufKilbe eier vorliegenden Erfindung ist es daher.It is therefore on the basis of the present invention.

einen Weg anzugeben, der die vorgenannten Nachteile vermeidet und dabei Gebrauch macht von einfachen und heute preiswert zur Verfügung stehenden elektronischen Logikbausteinen aer Digitaltechnik und die Möglichkeit beinhaltet, den entsprechenden Schaltkreis in integrierter Technik auszuführen.to indicate a way that avoids the aforementioned disadvantages while making use of simple ones and nowadays inexpensive electronic logic modules aer digital technology and the Possibility to implement the corresponding circuit in integrated technology.

Dhse Aufgabe wird für den Gattungsbegriff crfindungsgemäß nach dem Kennzeichen des Anspruchs ge-That is, this task is in accordance with the invention for the generic term according to the characteristic of the claim

^OSEs wird danach erreicht, daß normale, mechanisch betätigte Arbeits- oder Ruhekontakte für die Impulserzeugung verwendet werden können. Durch das erste E^;ntreffen einer Impulsflanke von dem Kontakt, der kein Umschaltkontakt zu sein braucht, wird die Schaltungsanordnung air alle weiterhin eintreffenden Impulsflanken gesperrt, so daß diese unwirksam bleiben. Erst mit Ablauf eines Zählers wird die Schaltungsanordnung für die danach eintreffenden Impulse empfindlich Hierdurch gelangen die Impulse mit geringstmögiieher Impulsverzerrung und unterdrückten Auswirkungen von Kontaktprellungen an die Ausgangsklemmen und stehen damit für die Weiterverarbeitung in der sich möglicherweise anschließenden Auswerteelektronik zur Verfügung und können von dieser einwandfrei, d. h. fehlerfrei verarbeitet werden. ^OS It is then achieved that normal, mechanically operated normally open or normally closed contacts can be used for the generation of pulses. By the first E ^; If a pulse edge from the contact does not need to be a changeover contact, the circuit arrangement will block all pulse edges that continue to arrive, so that they remain ineffective. Only when a counter has run down does the circuitry become sensitive to the impulses arriving thereafter can be processed without errors.

Zwei Ausführungsbeispiele werden nachfolgend an Hand der Zeichnung besprochen. Die Zeichnungen zeigen in F i g. 1 und 2 Prinzipschaltungen und dazugehörige Zeitdiagramme in den F i g. 3 und 4.Two exemplary embodiments are discussed below with reference to the drawing. The drawings show in Fig. 1 and 2 basic circuits and associated timing diagrams in FIGS. 3 and 4.

Wie aus den F i g. 1 und 3 zu entnehmen ist, gelangt ein von einem beliebigen mechanischen Kontakt ausgelöster positiver Impuls über den Eingang 20 einmal zum D-Eingang 24 eines dynamischen Flip-Flops 4 und zum anderen zu einem Eingang eines Exklusiv-ODER-Gatters 2. Da der Flip-Flop 4 an seinem B-Ausgang 28 auf »H« liegt, schaltet das ODER-Gatter 2 auf Grund seiner Ansteuerung mil »Η« an seinem anderen Eingang von »H« auf »L« an seinem Ausgang 29. Da weiterhin der C-Ausgang 21 eines Binärzählers 1 zu diesem Zeitpunkt »H«-Potential aufweist, schaltet das UND-Gatter 3 ebenfalls von »H« auf »L«. Dadurch wird der von der Frequenz fz an seinem Eingang 22 angesteuerte Binärzähler 1 über seinen Setzeingang 26 freigegeben und durch den ersten Impuls der Frequenz fz an seinem C-Ausgang 21 auf »L«-Potential geschaltet. Als Folge davon wird das UND-Tor 3 gesperrt. Die nachfolgenden durch Kontktprellen ausgelösten Potentialwechsel im Eingangssignal, das am Eingang 20 wirksam ist, bleiben wegen des gesperrten UND-Tors für die weitere Schaltung unwirksam. Dieser Zustand bleibt erhalten, bis der Binärzähler I einmal durchgelaufen ist. Nach diesem Durchlauf nimmt der C-Ausgang 21 des Binärzählers 1 wieder »H«-Potential an. Durch diesen Polaritätswechsel wird das Flip-Flop 4 entsprechend dem an seinem Vorbereitungseingang 23, der mit dem E-Eingang 20 der Schallung verbunden ist, bestehenden Schallzustand gesetzt, was im vorliegenden Beispiel zu einem Umschalten des B-Ausgangs 28 von »H« auf »L« führt. Bei einer nachfolgenden negativen Impulsflanke am Eingang 20 erfolgt die gleiche Schaltfolge, jedoch mit dem Unterschied, daß jetzt die Polarität am B-Ausgang 28 des Flip-Flops 4 entgegengesetzt ist. Am A-Ausgang 25 dieser Schaltungsanordnung steht der Originalimpuls, jedoch mit nahezu um denselben Betrag verzögerten Beginn- und Endzeitpunkten zur Verfügung. Geringe Impulsverzerrungen werden bei dieser Schaltungsanordnung nur noch durch die jeweilige Phasenlage der Zählfp.-quenz fz verursacht. Durch Er-As shown in FIGS. 1 and 3, a positive pulse triggered by any mechanical contact reaches the input 20 once to the D input 24 of a dynamic flip-flop 4 and the other to an input of an exclusive OR gate 2. Since the flip -Flop 4 at its B output 28 is at "H", the OR gate 2 switches from "H" to "L" at its output 29 due to its activation with "Η" at its other input -Output 21 of a binary counter 1 has “H” potential at this point in time, the AND gate 3 also switches from “H” to “L”. As a result, the binary counter 1 controlled by the frequency fz at its input 22 is released via its set input 26 and switched to "L" potential by the first pulse of the frequency fz at its C output 21. As a result, the AND gate 3 is blocked. The subsequent potential changes triggered by contact bouncing in the input signal, which is effective at input 20, remain ineffective for further switching because of the locked AND gate. This state is retained until the binary counter I has run through once. After this cycle, the C output 21 of the binary counter 1 again assumes "H" potential. As a result of this polarity change, the flip-flop 4 is set according to the sound state at its preparation input 23, which is connected to the E input 20 of the sound system, which in the present example results in a switch of the B output 28 from "H" to " L «leads. With a subsequent negative pulse edge at the input 20, the same switching sequence takes place, but with the difference that the polarity at the B output 28 of the flip-flop 4 is now opposite. The original pulse is available at the A output 25 of this circuit arrangement, but with the start and end times delayed by almost the same amount. With this circuit arrangement, slight pulse distortions are only caused by the respective phase position of the counting frequency fz. Through he-

höhen dieser Frequenz und gleichzeitiger Vermehrung der Binärzähler 1 läßt sich diese Verzerrung beliebig klein machen.increasing this frequency and at the same time increasing the binary counter 1, this distortion can be arbitrary make it small.

Das zweite Ausführungsbeispiel enthält eine ähnliche Anordnung, bei der jedoch, wie den F i g. 2 und 4 zu entnehmen ist, nach der Freigabe des Binärzählers 1 der erste Weiterzähl-Impuls durch eine Laufzeitkette nach bekannten Prinzipien erzeugt wird. Diese Laufzeitkette enthält die Inverter 5 bis 9 sowie das NOR-Gatter 10. Durch diese zusätzliche Schaltungsanordnung wird jede phasenabhängige Unsicherheit für den Einschalt-Zeitpunki eliminiert.The second embodiment contains a similar arrangement, but in which, as shown in FIGS. 2 and 4 too can be seen, after the release of the binary counter 1, the first further counting pulse through a delay chain is generated according to known principles. This delay chain contains inverters 5 to 9 and the NOR gate 10. With this additional circuit arrangement, any phase-dependent uncertainty for the Switch-on time eliminated.

Durch den Potentialwechsel von »H« auf »L« am Setzeingang 26 des Binärzählers 1, z. B. bei einem dekadischen, wird nicht nur der Binärzähler 1 freigegeben, sondern durch den kurzzeitigen positiven Impuls aus der Laufzeitkette 5 bis 10 der Binärzähler 1 über seinen Rückssetzeingang 27 nach Null getriggert. Dadurch erfolgt die Sperrung fur nachfolgende Prellimpulse oder Impulsverzerrungen nicht erst nach Eintreffen des ersten Impulses der Frequenz fz am Eingang 22 des Binärzählers 1. sondern sofort.By changing the potential from "H" to "L" at set input 26 of binary counter 1, e.g. B. with a decadic, not only the binary counter 1 is released, but also triggered by the short-term positive pulse from the delay chain 5 to 10 of the binary counter 1 via its reset input 27 to zero. As a result, the blocking for subsequent bounce pulses or pulse distortions does not only take place after the first pulse of frequency fz has arrived at input 22 of binary counter 1, but rather immediately.

Hierzu 2 Blatt ZeichnungenFor this purpose 2 sheets of drawings

Claims (4)

Patentansprüche:Patent claims: 1. Schaltungsanordnung zur Unterdrückung von Impulsverzerrungen, die durch Kontaktprellen auftreten, zur Anwendung insbesondere bei Fernsprechanlagen, dadurch gekennzeichnet, daß über eine Galteranordnung, die aus einem Exklusiv-ODER-Gaiter (2) und einem UND-Gatter (3) besieht, die Funktion eines von der üblichen Zähloder Meßfrequenz fz gesteuerten Binärzählers (1) freigegeben wird, der seinerseits während der Zeit seines Durchlaufes das UND-Gatter (3) für alle folgenden durch Kontaktprellen hervorgerufenen Impulsverzerrungen sperrt und der nach einem Durchlauf einen D-Flip-Flop (4) umschaltet und damit die Anordnung für den folgenden Poientiaiwechsel entgegengesetzter Richtung entsprechend vorbereitet.1. Circuit arrangement for suppressing pulse distortions that occur due to contact bouncing, for use in particular in telephone systems, characterized in that a Galter arrangement, which consists of an exclusive-OR gate (2) and an AND gate (3), the function a binary counter (1) controlled by the usual counting or measuring frequency fz is released, which in turn blocks the AND gate (3) for all subsequent pulse distortions caused by contact bouncing during its cycle and which, after one cycle, a D flip-flop (4 ) switches and thus prepares the arrangement for the following change of poientiai in the opposite direction. 2. Schaltungsanordnung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß nach der Freigabe des Binärzählers (1) der erste Zählimpuls nicht aus der Zählfrequenz fz, sondern über eine Laufzeitkette aus dem Freigabepotentialwechsel abgeleitet wird.2. Circuit arrangement according to claim 1, characterized in that after the binary counter (1) has been released, the first counting pulse is not derived from the counting frequency fz, but from the change in release potential via a delay chain. 3. Schaltungsanordnung gemäß Anspruch 2. dadurch gekennzeichnet, daß die Laufzeitkette aus den !nvertern (5 bis 9) sowie dem NOR-Gatter 10 besteht.3. Circuit arrangement according to claim 2, characterized in that the delay chain from the inverters (5 to 9) and the NOR gate 10. 4. Schaltungsanordnung gemäß einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Binäizähler (1) bei entsprechend erhöhter Zählfrequenz fz aus einer mehrgliedrigen Zählkette besteht.4. Circuit arrangement according to one or more of the preceding claims, characterized in that the binary counter (1) consists of a multi- link counting chain with a correspondingly increased counting frequency fz.