Технологии / Техническое руководство
Подавление дребезга сигнала: устойчивость состояния, дискретизация и время событий
Одно физическое изменение может вызвать несколько кратковременных цифровых изменений в представлении сигнала. При подавлении дребезга перед принятием изменения применяется заданное правило устойчивости во времени или проверки. Это правило может уменьшить число повторных регистраций событий в конкретной модели, но также может скрыть реальное кратковременное событие. Поэтому допущения о времени столь же важны, как и обозначения состояний.
Принятое событие является следствием объявленного правила.
Необработанные наблюдения, принятые состояния и временные метки событий представляют разные этапы интерпретации сигнала.
01 / Необработанные изменения
Повторяющиеся переходы не означают повторение запланированных событий.
Microchip описывает дребезг контактов как прерывистое замыкание и размыкание, способное генерировать несколько цифровых импульсов.
Microchip описывает дребезг контактов как прерывистое замыкание и размыкание, которое может создавать несколько цифровых импульсов. Правило, требующее сохранения состояния в течение заданного времени, может представлять эти импульсы иначе, чем мгновенный порог. Это общая концепция обработки сигналов, а не свидетельство какой-либо реализации MARSTON.
История необработанного входного сигнала по-прежнему содержит кратковременные изменения. Принятое состояние — другое представление, сформированное на основе этой истории. Если считать эти два сигнала взаимозаменяемыми, станет неясно, какие события правило задержало, объединило или оставило непредставленными.
02 / Пример правила
Последовательные наблюдения задают одну из возможных взаимосвязей.
Рассмотрим абстрактное правило, которое принимает состояние B после трёх последовательных допустимых наблюдений B, начиная с принятого состояния A.
Рассмотрим абстрактное правило, которое принимает состояние B после трех последовательных допустимых наблюдений B, начиная с принятого состояния A. Допустимое наблюдение A сбрасывает счетчик B в этом примере. Исходная последовательность B, B, A, B, B, B сохраняет принятое состояние A до шестого наблюдения.
Первые два значения B не удовлетворяют условию, поскольку третье наблюдение прерывает их последовательность. Это правило придумано для объяснения сохранения состояния; A и B — нейтральные обозначения. Оно не описывает никакого реального события срабатывания защиты, поведения при обработке входных сигналов или реакции турбины.
03 / Прошедшее время
Количество наблюдений само по себе не определяет длительность.
Если наблюдения выполняются с интервалом Ts, третье наблюдение, удовлетворяющее условию, происходит через 2Ts после первого наблюдения, удовлетворяющего условию.
Если наблюдения следуют с интервалом Ts, третье наблюдение, удовлетворяющее условию, происходит через 2Ts после первого такого наблюдения. При гипотетическом Ts = 0.2 s этот промежуток составляет 0.4 s. Он не равен автоматически трём интервалам, поскольку между тремя наблюдениями есть два промежутка.
Физическое изменение, произошедшее сразу после момента дискретизации, также должно ожидать первого наблюдения. Нерегулярные интервалы дискретизации меняют длительность, соответствующую заданному числу отсчётов. Поэтому временная метка принятия сигнала и временная метка лежащего в его основе физического события могут различаться даже в идеальном примере.
04 / Сохранение состояния сигнала
Непрерывное пребывание в состоянии и совпадение дискретных отсчетов — разные утверждения.
Правило для непрерывного времени может требовать, чтобы условие сохранялось на протяжении всего заданного интервала.
Правило для непрерывного времени может требовать, чтобы условие сохранялось на протяжении всего заданного периода. Правило для дискретных отсчетов устанавливает лишь то, что было зафиксировано в моменты наблюдения. Несколько одинаковых отсчетов не доказывают, что между ними не было кратковременного изменения.
Пропущенные или недостоверные наблюдения ставят еще один вопрос: конкретное правило может сбрасывать, приостанавливать или делать недействительным подтверждение условия. Ни одна из этих реакций не следует лишь из слова debounce. Последовательные достоверные наблюдения в примере не задают универсального способа обработки отсутствующей информации.
05 / Другие фильтры
Проверка по временному критерию отличается от сглаживания амплитуды.
Аналоговая или цифровая низкочастотная фильтрация изменяет передаваемую далее временную зависимость амплитуды.
Аналоговое или цифровое преобразование с фильтрацией нижних частот изменяет передаваемую далее временную зависимость амплитуды. Правило подавления дребезга по последовательным состояниям подтверждает событие на основе наблюдений. Подавление дребезга можно реализовать с помощью фильтрации, но эти два термина не задают одинаковую математическую зависимость между входом и выходом.
Гистерезис Шмитта, в свою очередь, делает переключение зависимым от разных амплитудных порогов и предыдущего состояния. Объединение этих идей позволило бы создать более подробную модель. Ни история изменения амплитуды, ни длительность сохранения состояния сами по себе не определяют, было ли конкретное кратковременное отклонение входного сигнала физически значимым.
06 / Область рассмотрения
Задержка не позволяет установить, что отклонённое событие было шумом.
Краткое реальное событие и кратковременное возмущение могут иметь схожие наблюдаемые временные рамки.
Краткое реальное событие и кратковременное возмущение могут иметь сходные наблюдаемые временные характеристики. Правило подтверждения по длительности может различать длительность в рамках своего представления, но не обязательно физическую причину. Принятие более позднего устойчивого состояния также не восстанавливает более раннее событие, которое так и не удалось различить.
Здесь не утверждаются какие-либо временные параметры подавления дребезга MARSTON, критерии подтверждения входного сигнала или последовательность защитных действий. На этой странице не приводятся настройки задержек безопасности, схемы подключения, процедуры внесения неисправностей или изменения управления. Она объясняет различие между исходным изменением и интерпретацией, полученной по заданному временному правилу.
Связанные технические руководства: Гистерезис триггера Шмитта: пороги, предыстория и сохраняемое состояние · Численное дифференцирование: скорость изменения сигнала и усиление шума · Остатки модели: расхождения с прогнозом и неоднозначность причин.
Общие сведения: Microchip AN2805: понятия дребезга контактов и устойчивости состояния. Эти источники объясняют отраслевые понятия; они рассматриваются отдельно от применимой документации MARSTON на продукцию и проект.
Ключевые понятия и условия.
Рассматривайте каждую величину с её отсчётом, единицами и условиями. Общая зависимость не устанавливает значение для конкретной модели.
| Понятие / величина | Смысл / связь | Условия / пределы |
|---|---|---|
| Необработанное наблюдение | Представляемое мгновенное значение входного сигнала | Необходимы метка времени и определение того, что означает достоверность сигнала |
| Принятое состояние | Результат после проверки условий подтверждения сигнала | Отличающийся от необработанной истории. |
| Число последовательных отсчётов | Число последовательных отсчётов, удовлетворяющих условию | В примере сброс происходит при допустимом отсчёте с противоположным состоянием |
| Продолжительность | Время между наблюдениями, удовлетворяющими заданным условиям | N наблюдений содержат N−1 промежутков между ними |
| Пропущенное отклонение сигнала | Изменение между наблюдениями | Одинаковые отсчёты не доказывают постоянство сигнала между ними |
Инженерные вопросы.
Означает ли подавление дребезга, что любое короткое событие является шумом?
Нет. Одна лишь длительность не позволяет установить физическую причину.
Охватывают ли три одинаковых отсчёта три интервала?
Нет. Между первым и третьим из них два интервала.
Совпадает ли время принятия с фактическим временем события?
Не обязательно; дискретизация и проверка выполнения условий могут задержать принятие сигнала.
Доказывает ли совпадение значений в отсчётах непрерывное сохранение состояния?
Нет. Кратковременное изменение может произойти между наблюдениями.
Идентично ли подавление дребезга низкочастотной фильтрации?
Нет. Правило признания события действительным и преобразование амплитуды описывают разные взаимосвязи.
Указаны ли здесь временные задержки системы безопасности турбины?
Нет. Этот пример абстрактный и не содержит практических настроек.
Технический запрос
Обсудите технический вопрос.
Одно физическое изменение может вызвать несколько кратковременных цифровых изменений в представляющем его сигнале. Предоставьте модель и применимую информацию об эксплуатации или проектировании для инженерного обсуждения.