Устройство для ввода информации Советский патент 1984 года по МПК H03K17/00 G06F3/02 

Изобретение относится к автомати ке и вычислительной технике и может быть использовано для ввода информа ции в ЭВМ тактильным способом. Известна усовершенствованная клю чевая схема, срабатывающая при прикоснов.ении, содержащая ключ, источник переменного напряжения, конденсатор для фиксации напряжения, блок заряда и выборки напряжения конденсатора, генератор импульсов СИ, Однако устройство имеет низкую н дежность одномодальности воздействия (изменение емкости}, а так же температурного и временного Дрей фа характеристик. Наиболее близким по технической, сущности к предлагаемому является устройсггво для ввода инфо 4ации, со держащее последовательно включенные первую клавшиу, первый автогенератор и первым выпрямитель, первый ко паратор, выход которого является вы ходом устройства. Касание человека клавиши приводит к изменению амплитуды колебаний, которое фиксируется комп ара тором С 21. Недостатком известного устройства является низкая надежность форми рования сигнала, обусловленная анализом только амплитуды автоколебания,-Поэтому невозможно к.омпенсировать неиэбежний температурный ивре менной дрейф характеристик автогене ратора, стабилизация которых технически сложна и не всегда возможна по условиям эксплуатации. Помехи также могут вызвать ложное формирование сигнала. I Цель изобретения - повы1иение надежности устройства для ввода инфор маций. Поставленная цель достигается тем, что в устройство для ввода информации, содержащее последовательно включенные первую клавишу, первы автогенератор и первый выпрямитель, первый компаратор, выход которого Является выходом устройства, последовательно включенные вторая клавиша второй автогенератор и второй выпрямитель, первый я второй преобразователи частоты в напряжение, входы которых подключены к выходам первого и второго автогенераторов соответственно, первьай блок коммутации. Первый, второй, третий и четвертый входы которого подключены к выходам первого, второго выпрягмтелей и первого, второго преобразователей частоты в напряжение соответственно, последовательно включен title пискриминатор напряжений, умножитель, интегратор, фильтр нижней частоты и второй блок коммутации, генератор импульсов, выход которого подключен к входу обнуления интегратора, первый и второй выходы первого блока коммутации подключены к первому и второму входам дискриминатора напряжений, третий компаратор, вход которого подключен к первому выходу второгб блока коммутации,второй компаратор, вход которого подключен к второму выходу второго блока коммутации и входу первого компаратора, выход третьего компаратора подключен к вторым управляющим входам первого и второго блоков когимутации, выходы первого и второго компараторов подключены к первьм управляющим входам первого и второго блоков коммутации. , Кроме того, первый блок Koi wyTaции содержит первый, второй, третий и четвертый кояочи, входы которых являются первым, вторым, третьим и четвертым входами блока соответственно, RS-триггер, R- и S-входы которого являются первым и вторым управляющими входами блока, а прямой и инверсный выходы подключены к управляющим входам первого, второго и третьего, четвертого ключей соответственно, выход первого ключа соединен с выходом третьего ключа и является первым выходом блока, выход второго ключа соединен с выходом четвертого ключа и является вторым выходом блока. При этом, второй блок коммутации содержит первый и второй ключи, первые входы которых являются входом блока, вторые входы подключены к шинам опорного положительного и нулевого напряжений, а выходы - к первому и второму выходам блока соответственно, RS-триггер, R- и Б-входы которого являются первым и вторым управляющими входами блока, а прямой и инверсный выходы RS-триггера подключены к управляющим входам второго и первого ключей соответстве но, На фиг, 1 представлена структурная схема устройства для ввода информации на фиг, 2 - принципиальная схема автогенератора гармонических колебаний; на фиг, 3 - вариант принципиальной схемы интегратора. Устройство для ввода информации (фиг. 1} содержит первую 1 и вторую 2 клавиши, пепвый 3 и второй 4 автогенераторы, первый 5 и второй 6 выпрямители, первый 7 и второй 8 преобразователи частоты в напряжение, первый 9 и второй 10 блоки коммутации, дискриминатор 11 напряжений, умножитель 12, генератор 13 импульсов, интегратор 14, фильтр 15 нижней частоты, первчй 16, второй 17, третий 18 компараторы и выход устройства 19.

. Первый 9 блок коммутации содержит первый 20, второй 21, третий 22 четвертый 23 ключи и RC-триггер 24«

Второй блок 10 коммутации содержит -КЗ-триггер 25 и первый 26, второй 27 ключи, шины опорного положительного 28 и нулевого 29 напряжений.

Автогенератор гармонических колебаний (фиг. 2), соединенный с клавишей, содержит тк - клав1Ш1у; пт полевой транзистор; Ьц, Lj- ийдуктивности; М и Mj - вэаимоиндуктивностн} R - активное сопротивление; С - емкость и (RS, С) - электрическую схему замещения человекаоператора.

Интегратор (фиг. 3) содержит к активное сопротивление; Кл - ключ; С - емкость; ОУ - операционный усилитель .

Первая 1 клавиша основная предназначена пля касания пальцем руки человека-оператора.

Вторая 2 клавиша по выполнению аналогична основной, а используется как контрольная I. на ней наводятся посторонние помехи).

Устройство для ввода информации работает следующим образом.

Автогенератор 2 гармонических колебаний вырабатывает колебания с амплитудой Uo и частотой о , Во время касания клавиши 1 пальцем руки человека-оператора создается дополнительный колебательный контур автогенератора 3 за счет того, что кожт покров обладает активн(24и и ,емкости сопротивлениями.

В автогенераторе 3, нагруженном дсжолнительньм колебателькьа) контурем, изменяется амплитуда Ue и частота иЗд колебаний (уменьшается). При установившемся касании (процесс прикосновения сопровоящается изменением п/ ощади контакта) автогенерато 3 вырабатывав колебания с параметрами UK и lllvc. (ПРИЧШЛ Ujt 4. и

Колебания напряжения преобразуются выпрямителем 5 в постоянный уровень а преобразователь 7 формирует напря жение, пропорциональное частоте ( и,).

Автогенератор 4, нагруженный постоянно на контрольную клавишу 2, вьтрямитель 6, преобразователь 8 фомируют постоянный уровень Ug и на.пряжение, пропорциональное сОэ (причем Ug ж UQ , а U(jj.j а: UiOo требуемо точностью). Б блоке 9 копиутацпи в начальный момент работы устройства

.(когда отсутствует касание коммутируется амплитула колебаний (кЛючи 2 и 21 замкнуты, а 22 и 23 разомкнуты триггер 24 находится в состоянии логической 1).

Таким образом, на дискриминатор 11 поступают напряжения UQ и U . В дискриминаторе 11 определяется разность напряжений, поступаюсцих на его входы, т.е. дОд из - Ua при анализе амплитуды и Ut 0)9- UiUo Р анализе частоты. Умножитель 12 и интегратор 14 при отсутствии касания формируют квгщратичное отклонение А амплитуды колебаний автогенератора 3 от эталонного на определенней интервале времени bt, задаваемом .генератором 13 импульсов АО -|-у to ) нулевому уровню.

Фильтр 15 нижней частоты усредняет эти значения. В начальный момент работы устройства в блоке 10 коммутации через ключ 27 на компараторы 16 и 17 подается сигнал с выхода фильтра 15, на компаратор 18 через ключ 26 подается положительное напряжение с шины 28, большее порога его срабатывания (триггер 25 блока 10 коммутации находится в состоянии логической 1). Компаратор 1 формирует сигнал при входнсил напряжении в интервале 1А,, A2.1 / а ког паратЪр 16 в интервале CW , Ujr, причем W, At.. При отсутствии касания на выходе компараторов 16 и 17 нулевой сигнал, так как в дискриминаторе 11 разность напряжений равна нулю, а значит и на выходе интегратора .14 - нулевое напряжение.

При касании пальцем руки человека-оператора клавиши 1 в автогенера торс 3 происходит уменьшение амплитуды и,, до и к частоты («JQ до u)it колебаний, соответственно на входе преобразователя 7 появляется напряжение U(tjj. if- Uo). и выпрямителя - напряжение О li Ue . Соответственно на выходе дискриминатора имеем ли, iU , а на выходе интегратора 14 АК АО, причем А, с А . Aj .

При наличии касания напряжение с выхода фильтра 15 устанавливается в интервале tA,.Aj3 и на выходе, компаратора 17 появляется сигнал, переключающий RS-триггер 24 в состояние логического О. Сигнал на выходе ксмпаратора 16 будет отсутствовать (так как всегда А. i W l Wj). При переключении триггера 24 ключи 20 и 21 разомкнутся, а ключи 22 и 23 замкнутся и на дискриминатор 11 будут поступать напряжения Ий и Uoj На выходе интегратора 14 появится напряжение

W - / (и, г d.t

Л .

Если касанме истинно, т.е. W принадлежит интервалу СW. то на выходе комг.аратора 16 появится сигнал (его входное нгшряжение в .интервале W,, , а нп выходе .компаратора 17 он будет отсутствовать. Сигнал с выхода компаратора 16, являющийся сигналом касания, поступает на выходную шину устройства 19 и переключает триггер 25 блока 10 коммутации. При этом ключи 26 и 27 меняют свое состояние на противоположное, а на вход: компараторов 16 и 17 подается напряжение равное нулю, вход компаратора 18 соединяется с выходси) фильтра 15. Последнее необходимо, чтобы{ не формировать несколько сигналов в течение одного касания. Только по окончан и касания, когда разность и иф станет близкой к нулю, компаратфр 18 формирует сигнал, устанавливающий триггеры 24 и 25 в состояние логической I, и устройство перейдет к анализу разности амплитуд Uoи Uj гармонических колебаНИИ. Если она близка к нулю, то устройство находится в ожидании следующего касания. На вход компаратора 18 через ключ 26 поступает напряжение, большее порога срабатывания, и сигнал на выходе компаратора 18 отсутствует . При следующем касании описанный процесс повторяется.

Устройство обладает большей надежностью формирования сигнала касания за счет оценки изменений параметров основного автогенератора не относительно порогового значения, как в известном устройстве, а- относительно эталонных параметров дополнительного автогенератора. Это позволяет компенсировать влияние окружакядих условий и помех на работу устройства.

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВВОДА ИНФОРМАЦИИ, содержащее последовательно включенные первуюклавишу, первый автогенератор и первый выпрямитель, первый компаратор, выход которого является выходом устройства, о т л и ч ающе е с я тем, что, с целью повыиения надежности устройства, оно содержит последовательно включенные вторую клавишу, второй автогенератор и второй выпрямитель, первый и второй преобразователи частоты в напряжение, входы которых подключены к выходам первого и второго автогенераторов соответственно, первый блок коммутации, первый, второй, третий и четвертый входы которого подключены к выходам первого, второго выпрямителей и первого, второго преобразователей частоты в напрян;ение соответственно, последователь,но включенные дискриминатор напряжений, умножитель, интегратор, фильтр нижней частоты и второй блок коммутации, генератор импульсов, выход которого подключен к входу обнуления интегратора, первый и второй выходы первого блока коммутации подключены к первому и второму входам дискриминатора напряжений, третий компаратор, вход-которого подключен к первому выходу второго блока коммутации, второй компаратор, вход которого подключен к второму выходу второго,блока коммутации и входу первого компаратора, выход третьего комnapaifopa подключен к управляющим входам первого и второго блоков коммутации, выходы первого и второгокомпараторов подключены к первым управляющим входам первого и второго блоков коммутации. 2.Устройство по п.1, о т л И чающееся тем, что первый блок коммутации содержит первый, второй, третий и четвертый ключи, входы которых являются первым, вторым, третьим и четвертым входами блока соответ л ственно, RS-триггер, R- и S-входы которого являются первым и вторым управляющими входами блока, а прямой и инверсный выходы подключены к управлякнцим входам первого, второго ,и третьего, четвертого ключей соот;ветственно, выход первого ключа соединен с выходом третьего ключа и является первым выходом блока, выл ход второго ключа соединен с выходом четвертого ключа и является вторым выходом блока. . т 3.Устройство по П.1, о т л и тчающееся тем, что второй о о:) блок коммутации содержит первый и второй ключи, первые входы которых являются входом блока, вторые входы подключены к шинам опорного положительного и нулевого напряжений, а выходы - к первому и второму выходам . блока соответственно, RS-триггер, R- и S-входы которого являются первым и вторым управляющими входами блока, а прямой и.инверсный выходы RS-триггера подключены к входам вто.рого и первого ключей соответственно

ti

г

п.

От блока 12

От 9лока /J

К Клону 15

Фиг.З