在探索演示传输线反射振铃的源选项时，我遇到了一个工作异常良好的简单驱动程序。更深入的研究让我最终理解了反弹电路，它与让我开始研究这条路的反射效应完全无关。

测量电力轨道有一组独特的挑战，不同于测量信号线。其中一个区别是电源轨道的源阻抗可以非常低，通常小于1欧姆。这意味着如果您使用同轴电缆连接到电源轨道，将范围输入阻抗设置为1 Meg，因此不会加载轨道，您将看到电缆中任何瞬态信号的反射。

反射会产生伪影，降低信号质量。图1显示了1meg的低阻抗源、传输线和示波器输入的示意图，以及低阻抗门驱动器在示波器上产生的振铃噪声的示例。

图1。电路说明低阻抗源和高阻抗范围输入。插入是测量范围内的信号，使用Teledyne LeCroy HDO 8108 1 GHz, 12位瞄准镜。

一种新型低阻抗源

我想要一个较低的源阻抗驱动器，以显示较长的振铃时间从较低的源阻抗的电源轨道。问题是快速驱动器的源阻抗设计为50欧姆，精确地避免了这个问题，即使在驱动其他负载阻抗时也是如此。使用50欧姆源阻抗意味着任何来自远端负载的反射都将在它们从负载反射回来并击中源时终止。

在寻找低阻抗、快速电源的过程中，我决定使用一个继电器开关，将任何电压调节模块(VRM)源连接到同轴电缆上，并快速打开。问题是继电器以多快的速度将低源阻抗电压发射到电缆中?

我使用了一个简单的5 V继电器，由微控制器的简单脉冲串驱动。继电器将5v SMPS连接到RG174电缆，然后进入范围，如图2所示。

图2。我用来测量从SMPS发射到同轴电缆的信号的设置通过继电器切换。

瞄准镜的输入阻抗设置为1兆欧姆，从继电器接收到的信号显示了我期望看到的铃声。RG174电缆的总长度约为5英尺，使得往返时间延迟约为18 nsec，估计振铃时间约为36 nsec。图3显示了在瞄准镜上用1 Meg输入阻抗测量的振铃。我惊喜地看到信号的上升时间比4 nsec短。这可能是受限于大环电感的连接我进入开关。

图3。测量电压在1兆输入范围，与SMPS切换到同轴电缆。请注意低源电阻产生的非常长的振铃时间。

继电器开关完美地演示了振铃，在第一次接触时以惊人的速度准时打开，并且振铃时间适当地长。

消除这种振铃的最佳测量方法是在示波器中使用50欧姆的终止。一旦第一个信号到达瞄准镜输入接收器的50欧姆，就没有反射，信号就转化为热量。

但是，当测量50欧姆终端电压时，重要的是永远不要超过5 V有效值电压，否则范围的终端电阻中的功耗可能足以热损坏电阻。这是任何范围内的潜在危险。

进入机械弹跳

在摆弄继电器的信号时，我注意到这个继电器中有大量的反弹。当我放大继电器的信号时，我看到了继电器的每一次反弹。图4显示了在这个特定中继中发生的反弹量。在第一次接触后，开关弹跳打开，然后继电器磁场使它们闭合，然后它弹跳，直到弹跳能量消散，继电器的磁场能够保持开关引线稳定接触。这是典型的机械开关。它们都会反弹。

图4。开关关闭后，测量电压进入1meg输入范围。注意开关打开和关闭的多次反弹，直到它在大约1.2 msec后保持关闭。还要注意每次弹跳瞬间接触时的振铃。

一般情况下，弹跳时间取决于继电器的机械性能，但通常不会超过2毫秒。相比之下，末端反射产生的振铃很少持续超过2 usec。

当机械开关在某些数字应用中使用时，弹跳是一个问题，特别是作为复位。如果开关用于将输入拉低或拉高，并且数字输入读取速度快于每1毫秒，则输入可能重置多次。如果交换机驱动一个中断，中断可能会被触发多次，而它本应该只被触发一次。这就是为什么清除机械开关的信号是很重要的。这叫做脱绒。

如果我们有选择，我们总是可以在软件上反弹。我们只是简单地读取输入，直到我们看到它被拉高或拉低，做我们需要做的事情，但在再次观看输入之前等待1毫秒。到那时，所有的弹跳都发生了，开关处于稳定接触状态。

我们可以在硬件中通过添加适当的RC过滤器来做到这一点。但是，这需要把R和C放在适当的位置。

弹跳电容器

如果我们用开关把输入拉低，它必须先被拉高。如果在外部完成，我们通常使用大约20k的电阻到Vcc。为了使开关弹跳，我们在开关上放置一个电容，如图5所示。通常，当开关打开时，电容器充满电，输入高且稳定。

图5。典型的复位开关电路。

当开关关闭时，电容器在第一次接触时放电，时间常数非常短，因为开关具有如此低的电阻。一些跳脱电路建议将电阻与电容器和开关串联起来，以限制通过电容器的放电电流并增加放电时间。问题是你想让开关多快表示结束。这个电路在第一次接触时显示输入引脚闭合信号。

当开关在第一次反弹时打开，电容器，仍然低，开始用20k电阻和电容器的RC时间常数充电。

在每次反弹之间，如果RC时间常数足够长，电容器没有时间充电非常多，它保持引脚低。我们希望RC时间常数与反弹之间的时间相比要长，但与重置之间的等待时间相比要短。2毫秒的时间常数是一个很好的折衷方案。

使用20k的上拉电阻，电容应为0.1 uF，时间常数为2 msec。弹跳电容值很重要。如果时间常数太短，在电压反弹之间可能会有时间充电到可能触发另一次重置的值。如果弹跳电容太大，复位开关可能无法对连续触发器作出足够快的响应。

图6显示了开关关闭时引脚处的电压，没有反弹电容，并且有一个是0.01 uF和0.1 uF。请注意，0.01 uF的弹跳电容不足以在前几次弹跳期间保持输入引脚电压低。

图6。在三种情况下的反弹电容值下，在输入引脚处测量的电压。请注意，0.01 uF帽与0.2 msec时间常数是不够大的。初始关闭时间是相同的，在每种情况下时间都很短。输入引脚在第一次接触时看到闭包。

类似的电路可以设置在下拉电阻的情况下，开关拉引脚高。

在我所见过的一些参考设计中，在没有上拉或下拉电阻的情况下，开关上放置了一个反弹电容。如果电容器可以在前几次反弹之间充电，那么仅仅在开关上添加一个电容器对反弹没有任何作用。

作为一个最佳的设计实践，电容器弹跳开关，电容器必须是一个RC电路的一部分。开关在接触的最初几微秒内放电电容器，并在反弹之间保持低电平。电阻必须在那里慢慢地给电容器充电，在开关被初始反弹打开后。

虽然开关是一种机械设备，但它在短短几秒内就能将一个输出连接到另一个电路。但是，它随后的机械动作必须得到补偿，以防止反弹产生一个可能持续超过2毫秒的工件。