チャタリングってなに?

スイッチを「パチッ」と押したとき、電気が「オン!」になるはずなのに、実はその瞬間、電気が「オン!オフ!オン!オフ!」とすごく速く何回も切り替わってしまうことがあります。これを「チャタリング」といいます。

身近なたとえで説明すると…

スイッチは、ふたつの金属がくっついて電気を通すしくみです。でも、押したときに「カチッ」と一発でくっつくわけじゃなくて、ほんのちょっとの間「ブルブルッ」とふるえて、何回もくっついたり離れたりすることがあるんです。
これは、まるで「お友だちとハイタッチしようとしたら、手が何回もすれ違って、やっとピタッとくっついた」みたいな感じ!

スイッチのチャタリング波形
図.スイッチのチャタリング波形

どうして困るの?

この「ブルブルッ」とした動きがあると、電子回路は「えっ?オンになった?オフになった?どっち??」とまちがえてしまうことがあります。たとえば、ゲームのボタンを押したのに、何回も押したことになっちゃう…なんてことも。

どうやって直すの?

電子回路では、チャタリングを防ぐために「ちょっと待ってから判断するしくみ」や「ふるえをおさえる部品」を使って、ちゃんと「オン!」とだけ認識できるようにしています。

チャタリング防止に活躍する抵抗とコンデンサ

スイッチのチャタリングを防止する方法は色々ありますが、ここでは抵抗(R)コンデンサ(C)を組み合わせて利用します。

図.チャタリング防止回路

スイッチのチャタリングは、ON-OFFの繰り返し状態ですので、いわば交流電源の状態でもありますね。コンデンサは交流を通して直流を遮断するのでチャタリングを吸収して滑らかな波形にしてくれます。

入力回路では、シュミットトリガ(一定の入力電圧で出力電圧がON-OFFする)形式のICなどで入力波形を整形し、出力のON-OFFがはっきりした信号を次の回路へと繋ぎますw