平成24年度 春期 午前Ⅱ 問15
ハードウェア
チャタリングに関する問題
スイッチのチャタリングを除去する方法のうち,スイッチの変化を最も遅延が少なく読み込めるのはどれか。
- アCR積分回路でスイッチ信号を受け,シュミットトリガ回路で整形する。
- イRSフリップフロップでスイッチ信号を受ける。
- ウスイッチが接続された入力ポートの値を2回読み込んで判定する。
- エディジタルフィルタで振動成分だけを除去する。
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✓ これが正解イRSフリップフロップでスイッチ信号を受ける。
解説
RSフリップフロップなら最初の接触で出力が確定し、遅れません。
チャタリングは、スイッチの接点が切り替わる瞬間に機械的に跳ね返り、オンとオフが短い時間に何度も繰り返される現象です。軸は、その除去方法が振動の収まりを待つ必要があるかどうかです。切替え式のスイッチの2つの接点をRSフリップフロップのセットとリセットにつなぐと、新しい側の接点に最初に触れた瞬間に出力が切り替わり、その後に接点が跳ね返っても出力は保持されます。振動の収まりを待たずに確定するので、遅延が最も少なくなります。時間で平均したり、間をおいて読み直したりする方法は、その分だけ遅れます。最初の接触で確定させる方法が最も速い、と覚えましょう。
ほかの選択肢はなぜ違うのか
- アCR積分回路でスイッチ信号を受け,シュミ…:CR積分回路でスイッチ信号をならし、シュミットトリガ回路で整形する方法は、コンデンサの充放電がしきい値に届くまでの時間だけ遅れます。振動を時間で平均して除くため、最初の接触で確定する方法より遅くなります。
- ウスイッチが接続された入力ポートの値を2回…:入力ポートの値を間をおいて2回読み込み、同じ値なら確定とする方法は、少なくとも読込みの間隔の分だけ判定が遅れます。ソフトウェアで振動の収まりを確かめるので、即座に確定する方法には及びません。
- エディジタルフィルタで振動成分だけを除去す…:ディジタルフィルタで振動成分だけを除去するには、複数回のサンプルを集めて判断する必要があり、その時間だけ遅れます。最初の接触で出力を確定させる方法に比べると遅延が大きくなります。
出典:平成24年度 春期 エンベデッドシステムスペシャリスト試験 午前Ⅱ 問15
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