[發明專利]一種高可靠性按鈕指令脈沖電路

有效

• 申請號: 201910074845.8
• 申請日: 2019-01-25
• 公開（公告）號: CN109861668B
• 公開（公告）日: 2023-03-21
• 發明（設計）人: 張遂南
• 申請（專利權）人: 西安微電子技術研究所
• 主分類號: H03K3/57
• 分類號: H03K3/57;H03K5/01;H03K5/125
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 徐文權

本發明公開了一種高可靠性按鈕指令脈沖電路，包括按鈕信號產生電路、RC濾波電路、監控電路、RC調時電路和單穩態電路；按鈕信號產生電路用于產生按鈕電壓信號；按鈕電壓信號通過二極管輸出至RC濾波電路，在經過RC濾波電路濾波后通過監控電路PFI管腳輸入監控電路，經電壓比較后進行信號整形然后從監控電路PFO管腳輸出，通過監控電路/MR管腳輸入監控電路進行消抖，消抖后產生脈沖信號；脈沖信號經監控電路/REST管腳輸出，通過單穩態電路B管腳輸入單穩態電路，產生預定脈寬指令正脈沖信號，指令正脈沖信號通過單穩態電路Q管腳輸出；RC調時電路與單穩態電路連接，用于確定指令正脈沖信號的脈寬。具有不占用處理器運行時間、成本低、可靠性高、工作壽命長的優點。

技術領域

本發明屬于脈沖電路領域，涉及一種高可靠性按鈕指令脈沖電路。

背景技術

目前我國載人航天發展戰略方針的第三步空間站以及嫦娥登月艙正加緊研制中，這些航天器特別是空間站需要配備許多航天員手控按鈕操作的電子設備，由于載人航天器任何組成部件的可靠性關系到航天員的生命安全和飛行任務的成敗，要求其必須具有非常高的可靠性，但航天器在空間發射和飛行過程中會受到沖擊、振動，還會受到空間高能離子輻照、電磁波干擾，按鈕在按壓過程中本身存在較長時間的機械抖動，這些影響因素遠比地面環境因素復雜，這樣為保證長期可靠發出正確按鈕指令脈沖，必須設計高可靠性的按鈕指令脈沖電路。

按鈕信號波形參見圖1，其有三部分組成：前沿抖動時間、穩定時間和后沿抖動時間，存在一次按壓產生連續的信號脈沖，且信號脈沖時間不固定(前沿或后沿抖動時間約5ms～10ms，穩定時間約幾百毫秒到數秒)。在民用設備中按鈕消抖和脈沖產生方法多種多樣，價格也非常低廉，但這些方法均不具有抗空間高能離子輻照的能力，在太空環境中易于受單粒子效應的影響發生故障甚至損壞，不能直接應用在空間手控設備中。為了保證高可靠性，參見圖2，目前空間載人航天手控設備中的按鈕指令脈沖產生電路有兩種方法。方法一：主要組成為RC濾波，HC14反相器波形整形，處理器軟件進行按鈕信號消抖、識別，處理器軟件產生或由硬件電路直接產生固定脈沖指令，該方法簡單，硬件成本低。但是，需要占用處理器較多的時間進行指令消抖、識別或產生，因此該方法不適合無處理器和要求處理器實時性較高的電子設備中；方法二：主要組成為RC濾波，HC14反相器波形整形，FPGA進行按鈕信號消抖、識別、產生，該方法簡單，不占用處理器時間。但是，宇航級FPGA價格極其昂貴可高達數十萬元且難以采購，因此，該方法不適合應用于低成本空間電子設備中。

隨著我國載人航天技術的快速發展，上述兩種傳統空間按鈕指令脈沖產生電路已越來越不能滿足空間載人航天應用的要求。

發明內容

本發明的目的在于克服上述現有技術的缺點，提供一種高可靠性按鈕指令脈沖電路。

為達到上述目的，本發明采用以下技術方案予以實現：

一種高可靠性按鈕指令脈沖電路，包括按鈕信號產生電路、RC濾波電路、監控電路、RC調時電路和單穩態電路；

按鈕信號產生電路用于產生按鈕電壓信號，包括按鈕和二極管，按鈕一端接地，另一端連接二極管；

按鈕電壓信號通過二極管輸出至RC濾波電路，經過RC濾波電路濾波后通過監控電路的PFI管腳輸入監控電路，通過監控電路進行電壓比較和信號整形后從監控電路的PFO管腳輸出，然后通過監控電路的/MR管腳輸入監控電路進行消抖，消抖后產生脈沖信號；

脈沖信號經監控電路的/REST管腳輸出，通過單穩態電路的B管腳輸入單穩態電路，產生預定脈寬的指令正脈沖信號，指令正脈沖信號通過單穩態電路的Q管腳輸出；

RC調時電路與單穩態電路連接，用于確定指令正脈沖信號的脈寬。

本發明進一步的改進在于：