一种用于快速通断机械开关的干扰过滤装置及方法_3

文档序号:9690628阅读:来源:国知局
300的输出端相连,源极与输入电路200的输出端和延时电路300中的第二电阻302的第二端相连,漏极与采样保持电路500的输入端相连。所述PMOS管401在延时电路300输出低电平时导通使得采样电路对输入电路200输出的开关信号进行采样,在延时电路300输出高电平时断开使采样保持电路500中的第二电容501上的电压得以保持。当然,所述开关电路400中的开关不限于PMOS管401,也可以是NMOS管并配合栅极控制信号的相应调整,或者根据实际情况选用其它开关元件。
[0058]如图2所示,所述采样保持电路500包括第二电容501和第二运算放大器502,其中,所述第二电容501的第一极与第二运算放大器502的同相输入端以及开关电路400的输出端相连,所述第二运算放大器502的反相输入端与输出端相连,并作为信号输出端。当开关电路400导通时,所述第二电容501对输入电路200输出的开关信号进行采样,从而快速跟踪开关信号的变化;当开关电路400断开时,所述电容的电压保持不变。所述第二运算放大器502在此处充当电压跟随器,将第二电容501上的电压输出至输出信号V0UT。当然,所述采样保持电路500中的第二电容501与输出信号之间不限于第二运算放大器502及其构成的电压跟随器的电路形式,也可以是能够将第二电容501上的充放电信号转换为具有一定驱动能力的输出信号的其它电路形式。
[0059]在本实施例中,所述干扰过滤装置应用于电子鼓,本实施例的电子鼓包括鼓面以及位于鼓面下方的机械开关,进一步地,所述机械开关为设置于鼓面下方的开关薄膜,通过鼓棒敲击鼓面可以实现所述开关薄膜的通断。具体地,本实施例的用于快速通断机械开关的干扰过滤装置的原理为:当所述开关100处于断开状态时,开关信号保持高电平,所述延时电路300的输出信号控制所述开关电路400处于导通状态,使所述采样保持电路500能快速跟踪开关信号的变化。当所述开关100闭合(即鼓棒敲击鼓面)时,开关信号由高变低,开关电路导通,采样保持电路500对开关信号快速跟踪,由于干扰信号在时间上滞后于有用信号(例如压电干扰信号比开关信号滞后大约0.2毫秒),使得干扰信号在开关信号变低之后出现。在开关信号变低过程中,所述采样保持电路500快速跟踪开关信号的变化,经过第一延时时间且在干扰信号出现之前,所述开关电路400受所述延时电路300输出信号的控制而断开,使得所述采样保持电路500最终定格于所述开关电路400断开时的电压值。在开关电路400断开(即鼓棒离开鼓面)期间,所述采样保持电路500的输出信号保持不变,从而避开开关通断过程中的干扰信号的影响,直到经过第二延时时间后(干扰信号结束)所述延时电路300的输出信号恢复低电平时,所述开关电路400再次闭合,所述采样保持电路500重新恢复对开关信号变化的快速跟踪,准备下一次开关通断过程中对干扰信号的滤波处理。需要进一步说明的是,本实施例中延时电路300实现的控制脉冲的延时及脉宽均可调,延时可调所指的是第一延时时间(如0.2毫秒)可调,脉宽可调所指的是第二延时时间(如10毫秒)可调。
[0060]本发明还提供一种用于快速通断机械开关的干扰过滤方法,包括步骤:I)当开关100闭合时,开关信号由高变低,所述输入电路200的输出信号也由高变低,并触发所述延时电路300在经历可设定的第一延迟时间后其输出信号由低变高,然后再经历另一可设定的第二延迟时间后其输出信号由高变低;2)所述延时电路300输出低电平时将所述开关电路400导通,使得所述采样保持电路500得以快速跟踪开关信号的变化;所述延时电路300输出高电平时将所述开关电路400断开,使得所述采样保持电路500与开关信号断开并保持输出电压不变;3)调整所述第一延迟时间及第二延迟时间,使所述开关电路400在开关100闭合后且干扰信号出现之前断开,然后在开关100断开后且干扰信号结束后闭合,从而使所述采样保持电路500的输出信号免受时间上滞后于开关信号的干扰信号的影响。
[0061]图4?图6显示为干扰信号处理前后的对比波形图,其中,图4显示为小力度敲打时信号未受干扰的波形图,图5显示为大力度敲打时信号受到干扰时的波形图。图4?图6中,位于上方的曲线代表未经处理的原始的开关信号,位于下方的曲线为经过抗干扰处理后的输出信号。从中图5可以看出,在输入信号受到干扰的情况下,经过本发明处理后的输出信号与图4中未受干扰时所定格的电压值一致。
[0062]如图5所示,下方曲线的输出信号波形中的下降沿对应开关电路断开的时间点,其后输出信号保持电压采样值不变,所以不受输入信号中的干扰电压的影响,始终保持恒定,直到经历第二延迟时间后,在输出波形的上升沿处,对应开关电路重新闭合的时间点,输出电压重新恢复对输入电压的跟踪。
[0063]图6显示为机械开关闭合瞬间的波形细节图,由图可见,在输入信号变低并经历第一延迟时间约0.1mS后,输出信号定格为开关电路断开瞬间的采样电压值。
[0064]实施例2
[0065]如图3所示,本实施例提供一种用于快速通断机械开关的干扰过滤装置,其基本电路结构如实施例1,其中,所述开关100包括若干个机械开关及若干个分压电阻,所述若干个机械开关的第一端接地,所述若干个分压电阻依次连接于相邻两个机械开关的第二端。
[0066]具体地,在本实施例中,所述开关包括第一机械开关101,第二机械开关102和第三机械开关103,以及第一分压电阻104和第二分压电阻105。其中,第一分压电阻104和第二分压电阻105与输入电路200中的上拉电阻201形成串联分压,这样第一机械开关101、第二机械开关102和第三机械开关103各自闭合时对应的开关信号将得到不同的电压值。当其中一个开关闭合时,输入电路200的输出电压将快速下降到与此开关所对应的电压值Vin,采样保持电路500由于开关电路400处于导通状态也快速变化到Vin。同时,输入电路200的输出电压的下降将触发延时电路300在第一延迟时间tl后在干扰信号出现之前输出电平由低变高,使开关电路400断开,从而使采样保持电路500的输出电压定格在电压值Vin上;当上述开关断开并经过第二延迟时间t2后,延时电路300的输出端恢复低电平,使开关电路400恢复导通状态,从而采样保持电路500也恢复到与输入电路200输出端一致的高电平。这样,在开关电路400断开期间,输出电压VOUT得以维持电压值Vin不变,从而避开了干扰信号的影响。
[0067]具体地,在本实施例中,上述干扰过滤装置应用于电子鼓,本实施例的电子鼓包括3个薄膜开关,第一个薄膜开关设置于镲片或鼓盘中心下方,第二个薄膜开关设置于镲片或鼓盘面下方,第三个薄膜开关设置于镲片或鼓盘的边缘下方。
[0068]本实施例还提供一种用于快速通断机械开关的干扰过滤方法,其基本步骤如实施例I,其中,对于包括多个机械开关进行串并联的干扰过滤装置,当其中一个或多个开关闭合时,开关信号由高变低,干扰信号滞后于开关信号的变化,在开关信号变低的过程中,所述采用保持电路快速跟踪开关信号的变化,且在干扰信号出现之前,所述开关电路400受所述延时电路300输出信号的控制而断开,使得所述采样保持电路500最终定格于所述开关电路400断开时的电压值,在开关电路400断开期间,所述采样保持电路500的输出信号保持不变,从而避开开关通断过程中的干扰信号的影响。直到干扰信号结束,所述延时电路300的输出信号恢复低电平时,所述开关电路400再次闭合,所述采样保持电路500重新恢复对开关信号变化的快速跟踪,准备下一次开关通断过程中对干扰信号的滤波处理。在所述开关电路400断开期间所述采样保持电路500的输出电压始终保持与所述一个或多个开关闭合相对应的电压值不变,通过检测输出信号的电压值对开关闭合进行判断和识别。具体地,“判断”是指判断是否有开关闭合(即是否存在敲击鼓盘引起薄膜开关闭合产生开关信号),“识别”是指识
当前第3页1 2 3 4 
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1