Сенсорная клавиатура Советский патент 1986 года по МПК H03K17/00 

)

та ИЛИ, модулятор 9, вьшолненный в виде биполярного транзистора,, и блок 10 управления, выполненный в виде единичной и нулевой шин уровней ло- тических сигналов, группы шин иденти фикации кодовой посылки и грлгппы эле кантон разового подключения шин идеи тификации к единичной и нулевой пгинам уровней логических сигналов, , что позволяет последовательные коды

239854

сенсорных площадок tI представлять промодулированными высокочастотным сигналом, а питающее напряжение использовать от внешнего приемника. При этом благодаря различию частотных диапазонов полезного сигнала и питающего напряжения полезные сигналы передаются по одному радиочастотному кабелю. А з.п. ф-лы, бил.

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в устройствах ввода и вывода информации .

Цель изобретения - расширение помехозащищенности передаваемого кода, достигаемое путем представления выходного кода сенсорной площадки в виде амплитудно-модулированного.сиг- пала и передачи информации по проводу электропитания,

На фиг. представлена функциональная схема устройства; на ,фиг. 2- электрическая схема сенсорного эле- teнтa; на фиг. 3 - электрическая схема формирователя импульсов; на фиг. 4 - функциональная схема блока . З ттравления; на фиг, 5 - электрическая схема модулятора; на фиг„ 6 - временные диаграммы работы устрой- , с.тва.

Сенсорная клавиатура (фиг. 1) содержит генератор 1, выход которого через делитель 2 частоты подключен к первому входу элемента И 3, выход которого подключен к входу счетчика , I импульса и счетному входу мультиплексора 5, выходы которого подключены к третьим входам соответствую- njix сенсорных элементов 6 , выходы которых подключены к соответствую- ш;им входам формирователя 7 импульсов, импульснь выход которого подключен К управляющему входу сдви- грвого .регистра 8, выход которого подключен к второму входу модулятора 9, а вторые адресные входы подключены к соответствующим выходам блока 10 управления. Сенсорные площадки 11 подключены к первым входам сенсорных элементов 6.

Сенсорный элемент 6 (фиг. 2) содержит полевой транзистор 12 с индуцированным каналом, база которого соединенна с первым входом 13 сенсорного элемента 6, через первый резистор 14 с вторым входом 15 сенсорного элемента 6 и через первый

конденсатор 16 с общей шиной, исток полевого транзистора 12 с индуцированным каналом соединен с первым входом элемента И 17 и через параллельно сое;::11Ненные второй резистор

18 и второй Конденсатор 19 с поло- ;кительной шиной электропитания, второй вход элемента И 17 соединен с третьим входом 20 сенсорного элемента 6, а выход.элемента И 17

соединен с выходом 21 сенсорного элемента 6.

Формирователь 7 импульсов (фнг. 3) содержит элемент ИЛИ 22, входы которого соединены с соответству1г.щими входами 23 формирователя 7 импульсов , выход элемента ИЛИ 22 соединен с потенциальным выходом 24 формирователя 7 импульсов и через первый элемент НЕ 25 соединен с входами второго элемента НЕ 26 и элемента 27 задержки, выходы которых соответственно подключены к входам элемента И .28, вьгход которого соединен с импульсным вьжодом 29 формирователя

7 импульсов.

Блок Ш управления (фиг, 4) содержит элемент 30 сложения по модулю два, первые адресные входы которого подк:почены к соответствующим

входам 31 блока 0 управления, еди31

ничную шину 32 и нулевую шину 33 уровней логических сигналов, группу 34 шин идентификации кодовой посылки, подключенную к соответствующим выходам 35 блока 10 управления, группу 36 элементов разового подключения 34 идентификации к единичной шине 32 и нулевой шине 33 уровней логических, сигналов,

Модулятор 9 (фиг. 5) содержит биполярный транзистор 37, база которого через параллельно соединенные первый резистор 38 и первый конденсатор 39 подключена к первому входу

40модулятора 9, коллектор биполярного транзистора 37 через последовательно соединенные первую катушку 41 индуктивности и второй резистор 42 подключен к второму входу 43 модуля- тора 9, причем точка соединения второго резистора 42 и первой катушки

41индуктивности через второй конденсатор 44 соединена с общей шиной, второй вывод третьего конденсатора 45 соединен через четвертый конденсатор 46 с общей шиной и через вторую катушку 47 индуктивности с выходом 48 модулятора 9, который через пятый конденсатор 49 подключен к общей шине.

Сенсорная клавиатура работает следующим образом.

Тактовые импульсы (фиг. бл) с выхода генератора 1 (фиг. 1) поступают на вход делителя 2-частоты, который понижает частоту этих импульсов до частоты сканирования сенсорных элементов 6 (фиг. 65), С выхода делителя 2 частоты сигнал поступает через первый вход элемента И 3 на вход счетчика 4 импульсов и счетный вход мультиплексора 5. При этом мультиплексор 5 меняет состояние иа своих выходах, являющихся стробирующими входами сенсорных элементов 6, а счетчик 4 импульсов.последовательно перечисляет номера сенсорных элементов 6.

При отсутствии касания оператора какой-либо сенсорной площадки 11 на потенциальном выхода формирователя 7 импульсов присутствует уровень напряения логической 1 (фиг. 6, разешающий прохождение.счетным импульсов через элемент И 3 на вход счетчиа 4 импульсов (фиг. бг) и счетный ход мультиплексора 5 и запрещающий рохождение счетных импульсов при

2

.

398544

касании оператора к какой-либо сенсорной площадке 1.

При касании оператора какой-либо сенсорной площадки 1I на потенциаль- 5 ном выходе формирователя 7 импульсов появляется уровень напряжения логического О, по фронту которого на импульсном выходе формирователя 7 импульсов формируется импульс заtO писи (фиг. 6&), обеспечивающий перенос содержимого счетчика 4 импульсов на первые адресные входы сдвигового регистра 8 одновременно с идентифицирующей и контрольной информацией,

15 поступающей с блока 10 управления на вторые адресные входы сдвигового регистра 8.

Импульсы счета, непрерывно.поступающие с выхода делителя 2 частоты

20 на вход сдвига сдвигового регистра 8, вызывают появление информации на выхода последнего. Эта информация в последовательном виде поступает на второй вход модулятора 9, на пер- 25 вый вход которого одновременно поступает высокочастотный сигнал с генератора 1. С выхода модулятора 9 сигнал поступает по одному двухпроводному кабелю связи в приемное уст.JQ РОЙСТВО.

Сенсорный элемент 6 (фиг. 2) работает следующим образом,

При отсутствии касания оператора сенсорной площадки 11, подключенной к первому входу 13 сенсорного элемен- та 6, переменное напряжение, поступающее на второй вход 15 сенсорного элемента 6, удерживает полевой тран-. зистор 12 с индуцированным каналом в открытом состоянии и, следовательно.

40

45

50

55

уровень понижения логического О на первом входе элемента И 17, запрещающий прохождение от мультиплексора 5 импульсов опроса сенсорной клавиатуры. Прикосновение оператора к сенсорной площадке 11, т.е. к входу 13 сенсорного элемента 6, уменьшает переменное напряжение на затворе полевого транзистора 12 с индуцированным каналом, вызывая его закрывание и появление на первом входе элемента И 17 уровня напряжения логической 1. Теперь при появлении на втором входе элемента И 17 импульса опроса мультиплексора 5 этот импульс пройдет на выход 21 сенсорного элемента 6.

Формирователь 7 импульсов (фиг, 3) работает следующим образом.

При отсутствии касания оператором какой-либо сенсорной площадки 1I на входах 23 формирователя 7 импульсов, т.е. на входах элемента ИЛИ 22, присутствуют уровни напряжения логического О и на потенциальном 24 и импульсном 29 выходах формирователя 7 импульсов тяготе присутствуют уровни напряжения логического О,

При касании оператором какой-либо сенсорной площадки 11 на соответствующем входе элемента ИЛИ 22 устанавливается уровень напряжения логической 1, который устанавливается и на потенциальном выходе 24 формирователя 7 импульсов. Положительный фрон изменения этого уровня напряжения, проходя через цепь элементов НЕ 25 н 26, элемент 27 задержки и элемент И 28, формируется импульс положительной полярности, поступающий на импульсный выход 29 формирователя 7 импульсов.

Блок 10 управления (фиг, 4) фор- 4Ирует в СДВИГОВОМ регистре 8 из кодов номеров сенсорных элементов 6, считываемых со счетчика 4, иденфици- рующую информацию, формируем-ую в бло :ке. 10 управления с помощью системы потенциальных шин 32 и 33 и контрольного зазряда, поллг аемого с помощью эле- мент а 30-сложения по модулю два. Например, первые две единицы, записываемые с единичной шины 32, представляют идентифицирующую информацию предназначенную для опознания начала кодовой посылки на стороне приемни- ica, В третью, пятую и следующие не- г етные разрядь всегда вписывается О с нулевой щины 33, что позволяет вводить паузы между информационными разрядами в процесса сдвига информации в, регистре и подаче ее на модулятор 9. На четные номера разрядов, }сроме последнего 5 записываются раз- 1)яды кода номера сенсорного элемента 6. В последний разряд вписывается гюнтрольный разряд, полученный с помощью элемента 30 сложения по модулю два, на входы которого заводятся псе информационные разрйды счетчика 4 и, возможно, уровни напряжения логической 1 с единичной шины 32, в зависимости от типа контроля, осуществляемого в приемном устройстве - 1 :онтроль по четности или по нечеткости. Этот разряд обеспечивает

уменьшение влияния помех при передаче кода на расстояние,

Модулятор 9 (фиг, 5) осуществля- 5 ет модуляцию несущего высокочастотного сигнала от генератора I по амплитуде последовательным кодом со сдвигового регистра 8. Высокочастотный сигнал с генератора 1, поступая

0 на первый вход 40 модулятора 9, модулируется биполярным транзистором 37 сигналом, поступающим на второй )зход 43 модулятора 9 и через цепочку: третий конденсатор 45, четвертый

5 конденсатор 46, вторая катушка 47 индуктивности и пятый конденсатор 49 поступает на выход 48 модулятора 9, являющегося выходом устройства.

Таким образом, последовательные коды сенсорных площадок 11 представляются промодулированными высокочастотным сигналом, а питающее напряжение используется от внешнего прием- 5 ника и благодаря различию частотных; диапазонов полезных сигналов и питающего напряжения полезные сигналы передаются по одному радиочастотному кабелю.

Формула изобретения

1, Сенсорная клавиатура, содержащая генератор, п сенсорных площадок, счетчик импульсов, элемент И и сдви5 говый регистр, причем вход счетчика импульсов соединен со счетным входом мультиплексора, отличающаяся тем, что, с целью увеличения помехозащищенности передаваемого кода, в нее введены п сенсорных элементов , первые входы которых подключены к соответствующим сенсорным площадкам, формирователь импульсов, делитель частоты, блок управления и модулятор, причем выход генератора подключен к первому входу модулятора, вторым входам сенсорных элементов и через делитель частоты к первому входу элемента И и входу сдвига сдвиго вого регистра, выход элемента И подключен к входу счетчика импульсов и счетному входу мультиплексора, выходы которого подключены соответственно к третьим входам сенсорных

5 элементов, выходы которых подключены к соответствующим входам формирователя импульсов, )ямпульсный выход которого подключен к управляющему

5

входу сдвигового регистра, а потенциальной выход к второму входу элемента И, выходы счетчика импульсов подключены к соответствующим адресным входам блока управления и соответствующим первым адресным входам сдвигового регистра, вторые адресные входы которого подключены к соответствующим выходам блока управления, выход сдвигового регистра подключен к Второму входу модулятора, выход которого подключен к выходу клавиатуры, выход переноса счетчика импульсов подключен к входу сброса мультиплексора и входу сброса сдвигового регистра .

2. Клавиатура по п. 1, о т л и - чающаяся тем, что каждый сенсорный элемент выполнен в виде полевого транзистора с индуцированным каналом, затвор которого подключен к первому входу сенсорного элемента, первому конденсатору и через первый резистор к второму входу сенсорного элемента, сток подключен к общей шине, а исток подключен к первому входу элемента И и через параллельно соединениые второй резистор и второй конденсатор к положительной шине электропитания, второй вход элемента И подключен к третьему входу сенсорного элемента, а выход элемента И подключен к выходу с енсорного элемента.

3. Клавиатура по п. 1, о т л и - чающаяся тем, что формирователь импульсов выполнен в виде элемента ИЛИ, входы которого подключены К входам формирователя импульсов, а выход подключен к входу первого элемента НЕ и потенциальному выходу формирователя импульсов, выход первого элемента НЕ подключен через второй

21

П

№

JT

W

54

элемент НЕ к первому входу элемента И и через элемент задержки к второму входу элемента Н, выход которого подключен к импульсному выходу формиро- вателя импульсов.

4.Клавиатура по п. 1, о т л и - чающаяся тем, что блок управления выполнен в виде единичной и нулевой шин уровней логических сигналов,

группы шин идентификации ко до вой. по сыпки, подключенных к соответствующим входам сумматора по модулю два и соотв е т- ствующим выходам блока управления, группы элементов разового подключения шин идентификации к единичной и нулевой шинам уровней логических сигналов, выход сумматора по модулю два подключен к соответствующему выходу блока управления, входы которого подключены к соответствующим входам сумматора по модулю два.

5.Клавиатура по п. 1, о т л и - чающаяся тем, что модулятор выполнен в виде биполярно-го транзистора, эмиттер которого .подключен к общей шине, ,база через параллельно соединенные первый резистор и первый конденсатор подключена-к первому входу модулятора, а коллектор через первую катушку индуктивности - к первому выводу второго резистора, который через второй конденсатор подключен к общей шине, второй вывод второго резистора подключен к втог

рому входу, модулятора, первый вывод третьего конденсатора подключен, к коллектору биполярного транзистора, второй вывод третьего конденсатора подключен через четвертый конденсатор к общей шине и через вторую ка- . тушку индуктивности - к выходу модулятора, который через пятый конденсатор подключен к общей щине.

го -о

18 O-t-о

Н1

пит.

Wо

.

Н

Ф

п.«

Изобретение может быть использовано в устройствах ввода и вывода информации. Цель изобретения - расширение помехозащищенности передаваемого кода. Сенсорная клавиатура содержит генератор 1, делитель 2 частоты, элемент И 3, счетчик 4 импульсов, мультиплексор 5 и сдвиговый регистр 8. В устройство введено п сенсорных элементов 6, выполненных в виде полевого транзистора с индуцированным каналом, формирователь 7 импульсов, вьшолненный в виде элемен(Л С

п п пл1 п гитп п п

п п п п rj

Л-5 tr-Ч /7-3 п-1 ПРедактор А. Шандор

. 6

Состав ггель Е. Бреславец

Техред i{ .Бонкало Корректор Е Рошко

Заказ 3408/56Тираж 816 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4