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» 2016年03月22日 11時30分 UPDATE

Q&Aで学ぶマイコン講座(24):チャタリングの原因と対策 (1/4)

マイコンユーザーのさまざまな疑問に対し、マイコンメーカーのエンジニアがお答えしていく本連載。今回は、初級者の方からよく質問される「チャタリングの原因と対策」です。

[菅井賢(STマイクロエレクトロニクス),EDN Japan]
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過去の質問一覧はこちら

 素朴な疑問から技術トラブルなどマイコンユーザーのあらゆる悩みに対し、マイコンメーカーのエンジニアが回答していく連載「Q&Aで学ぶマイコン講座」。

 今回は、初級者から多く寄せられる質問です。

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 マイコン関連の雑誌や解説書に「スイッチのチャタリング防止」とか「チャタリングの多く発生するスイッチ」とか書かれていますが、そもそも「チャタリング」とは何ですか?どのような現象で、どのように防止するのでしょうか?

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 スイッチをオン/オフすると、電気的接点が物理的に閉/開します。この時に機械的な弾性振動が発生し、接点が着いている期間と離れている期間が、ごく短時間ですが繰り返されます。この現象により、複数の電気的パルスが発生することを「チャタリング」と呼びます(図1参照)。

tt160322QA_ST001.jpg 図1:チャタリングの発生原理 (クリックで拡大)

 この短期間に発生する電気的パルスが電気回路の誤動作を引き起こすことがあります。特にマイコンの割り込み信号や、何かの動作のトリガ信号にチャタリングが発生すると、マイコンの誤動作を引き起す場合があります。

 そのため、マイコンを使った回路では、チャタリング対策を行う必要があります。

 一般的には、スイッチの後の信号ラインにコンデンサーを入れたり、シュミットトリガー特性を持ったバッファーを入れたり、R-Sフリップフロップを入れたりします。ソフトでは、1回だけ信号をチェックするのではなく、複数回チェックして、信号が安定したら、次の動作に移るようなプログラムを作ります。

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