Сенсорный переключатель Советский патент 1986 года по МПК H03K17/945 

Изобретение относится к импульс- но.й технике и может быть использовано в устройствах ввода и вывода информации .

Цель изобретения - повышение на- . дежности путем исключения ложных срабатываний при воздействии различных стабилизирующих факторов.

На фиг.1 представлена функциональная схема устройства, а на фиг.2 - временные диаграммы работы устройства

Сенсорный переключатель содержит генератор 1 тактовых импульсов, п интегрирующих блоков 2.t-2.h, п сенсорных площадок 3.1-3.и, и-разрядный регистр 4D -триггеров, выходы которого соединены с выходами сенсорного переключателя, делитель 5 частоты на два, элемент ИЛИ 6 и элемент И 7, выход которого соединен с тактовым входом регистра 4D -триггеров, информационных входов которого соединены с вьпсодами соответствующих интегрирующих блоков 2.1- ,2.h сенсорньми площадками 3.1-3.и и с соответствующими входами элемента ШШ 6, выход которого соединен с первым входом элемента И 7, третий вход которого соединен с вторым выходом генератора 1 тактовых импульсов, первый выход которого соединен с входом делителя 5 частоты на два, неинвертирующий выход-которого подключен к h интегрирующим блокам 2.1-2.h ,а инверсный выход соединен с вторым входокГ элемента И 7.

На фиг,2 представлены диаграммы 8 на первом выходе генератора; 9 на втором выходе генератора; 10 на неинвертирующем выходе делителя частоты на два; 11 на инвертирующем выходе делителя частоты на два; 12 для промежутков времени касания к соответствующим сенсорным площадкам; 13 на выходах соответствующих интегрирующих блоков; 14 на выходе элемента ИЛИ; 15 на выходе элемента И; 16 сигналов на соответствующих выходах устройства.

Сенсорный переключатель работает следующим образом.

При включении питания сенсорного переключателя производится установка л -разрядного регистра 4) -триггеров в начальное состояние, при котором на всех выходах сенсорного переключателя отсутствуют сигналы, а генератор 1 тактовых импульсов выра- .батывает две последовательности ко

5

0

ротких И1 шульсов со сдвигом одна от- носит(У1ьно другой на половину периода. Практически генератор 1 тактовых импульсов может быть реализован, например, в виде симметричного автоколебательного мультивибратора со схемами выделения фронтов на обоих выходах мультивибратора. Последовательность коротких импульсов с основного выхода генератора 1 тактовых импульсов поступает на делитель 5 частоты на два. На выходах делителя 5 частоты на два вырабатываются после- доватешьности прямоугольных импульсов со скважностью два и сдвигом межг ду собой на 180° (фиг.2, диаграммы 8 и 9) .

отсутствии касаний к и сенсор ньм площадкам 3.1-3.и последовательность прямоугольных импульсов с неинвертирующего выхода делителя 5 частоты на два проходит одновременно через и интегрирующих блоков 2.1-2.h . Поскольку при отсутствии

5 касания п сенсорным площадкам 3.1- З.и постоянная времени интегрирования каждого из h интегрирующих блоков 2.1-2.h мала, то на выход каждого из п интегрирующих блоков 2.1Q 2.h прямоугольная последовательность импульсов проходит с интегрированием только фронтов импульсов этой последовательности. Выходные импульсы h интегрирующих блоков 2.)-2.h за счет логического сложения элементов ИЛИ 6 составляют результирующую последовательность импульсов, которая поступает на первый вход элемента И 7, на второй и третий входы которого поступают импульсы с инверсного выхода делителя 5 частоты на два и второго выхода генератора 1 тактовых импульсов.

Результирующ ая последовательность импульсов за счет пороговой характеристики входов элемента ИЛИ 6 оказывается сдвинутой относительно последовательности импульсов на входах н интегрирующих блоков 2.1-2.н. Величина этого сдвига в основном определяется наибольшей постоянной времени одного из h интегрирующих блоков 2.1-2.и и путем подбора элементов интегрирующих блоков задается менее половины периода следования импул&сов генератрра 1 тактовых импульсов. Поскольку результирующая последовательность импульсов будет иметь сдвиг менее половины периода

5

0

5

0

$5

следования генератора 1 тактовых импульсов, то на входах элемента И 7 сигналы окажутся разнесенными пд времени и запись информации в ь-разряд- ный регистр 4D -триггеров произво- диться не будет ввиду отсутствия сигналов на его тактовом входе.

Такое состояние в сенсорном переключателе сохраняется до касания к одной или нескольким сенсорным пло- щадкам 3.1-3.и . При касании, например, (фиг.2, диаграмма 12) к первой сенсорной площадке 3.1 постоянная времени первого интегрирующего блока 2.1 увеличивается за счет емкое- ти касания. Емкость касания за счет выбора конструкции сенсорного элемента задается такой величины,чтобы постоянная времени интегрирзтощего блока Z.1-2.h увеличивалась за счет нее до величины, равной половине периода следования импульсов делителя 5 частоты на два. При прохождении первого интегрирующего блока 2.1 последовательность этих импульсов интегрируется, при этом каждый импульс этой последовательности приобретает форму, близкую к треугольной с вершиной в конце импульса последовательности (фиг. 2, диаграмма 13)

За счет пороговой характеристики входа элемента ШШ 6 из последовательности интегрированных импульсов первого интегрирующего блока 2.1 формируется прямоугольная последователь кость импульсов на выходе элемента ИЛИ 6 (фиг.2, диаграмма 14), при |этом длительность каждого импульса этой последовательности оказьтается увеличенной на величину, большую чем половина периода следования импульсов генератора 1 тактовых импульсов. В результате на входах элемента И 7 образуются совмещенные во времени сигналы, обеспечивающие образование на его выходе импульса, по переднему фронту которого производится запись в h -разрядный регистр 4D -триггеров значений сигналов на его информацион- ньпс входах (фиг.2, диаграмма 15). В этот момент времени на всех, кроме первого, информационных входах присутствуют сигналы нулевого уровня и, следовательно, только в первый разряд h -входового регистра li -тригге-; ров записывается сигнал, который обеспечивает появление на первом выходе сенсорного переключателя сигнала (фиг.2, диаграмма 16). При длительном касании к сенсорному элемен описанные процессы протекают многократно с частотой,вдвое меньшей частоты следования импульсов генератора 1 тактовых импульсов.

Выбором частоты следования импульсов генератора 1 тактовых импулсов, параметров н интегрирую1цих блоков 2.1-2.h и h сенсорных площадок 3.1-З.п можно обеспечить высокие скорость и надежность переключений за счет многократной записи в h -разрядный регистр 4D -триггеров информации даже.при коротком касании к сен- I сорной площадке 3.1-3.и.По окончании касания к первой сенсорной площадке 3. 1 результирукнцая последовательност импульсов на выходе элемента ИЛИ 6 состоит из импульсов,, длительность которых не обеспечивает одновременного присутствия сигналов на всех входах элемента И 7, что обеспечивает прекращение записи в h-разрядный регистр 4D -триггеров. При этом записанное последним импульсом значение сигнала с выхода первого интегрирующего блока 2.1 Bh -разрядном регистре 41 -триггеров сохраняется,. что обеспечивает фиксацию выбранного положения сенсорного переключателя.

При переносе касания, например, на третью сенсорную площадку 3.3 с первым же импульсом от делителя 5 частоты на два, поступающим на третий интегрирующий блок 2.3,обеспечивается формирование импульса записи на выходе элемента И 7. В момент образования этого импульса только на третьем информационном входе и -разрядного регистра 4D -триггеров присутствует сигнал единичного уровня и, следовательно, во все разряды, кроме третьего, запишется нулевая информа- ,ция. Сенсорный переключатель тем самым переключается в третье положение. Аналогично протекают процессы при переключении в h -е положение.

При касании к нескольким сенсорным площадкам в момент образования импульса записи на выходе элемента И 7 сигналы единичного уровня будут на выходах соответствукяцих интегрирующих блоков .h . В результате записи этих сигналов в соответствующие разряды и-разрядного регистра 4D -триггеров сенсорньй переключа- ель переключается в положение, соответствующее задействованным сенсорным элементам. При этом на соответствующих выходах переключателя присутствуют сигналы в непрерывной форме в течение всего времени касания. При снятии касаний -к сенсорным площадкам 3.1-3.и сенсорный переключатель занимает положение, соответствующее сенсорному элементу, с которого касание будет сниматься последним.

Таким образом, в ведение делителя частоты на два позволяет разнести во времени интервалы заряда и разряда емкости интегрирующих блоков за счет подключения инвертирующего выхода делителя частоты на два к вход элемента И, образование импульсов управления регистром D -триггеров становится возможным только на интервале разряда емкости интегрирующего блока и образование ложных сигналов управления ввиду смещения сигналов на входах элемента И под действием дестабилизирующих факторов -становится невозможным.

п.

Редактор В.Петраш

Составитель Е.Бреславеи,

Техред Л.Опейннк, Корректор И.Эрдейи

Заказ 4021/55 Тираж 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

Формула из.обретения:

Сенсорный переключатель, содержащий fi сенсорных площадок, генератор, элемент И, элемент ШШ,И интегрирующих блоков и регистр 33 Триггеров, причем сенсорные площадки подключены к выходам соответствующих интегрирующих блоков и к соответствующим входам элемента ИЛИ, выход которого соединен с первым входом элемента И, выход элемента И соединен с тактовым входом регистра D -триггеров, выходы которого под- кпючены к выходам переключателя, отличающийся тем, что, с цеипью повышения надежности, в него введен делитель частоты на,два,- неинвертирующий выход которого под- к входам h интегрирующих блоков, инвертирующий выход подключен к второму .входу элемента И, третий вход которого подключен к пер- .вому выходу генератора, второй выход генератора подключен к входу делителя частоты на два, а информационные вхо- ды регистра D -триггеров подключены к соответствующим Пчсенсорным площадкам.

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в устройствах ввода и вывода информации. Цель изобретения - повышение надежности. Устройство содержит гене ратор 1 тактовых импульсов, h интегрирующих блоков 2.1-2. ц, h) сенсорных площадок 3.1-3.h,h -разрядный регистр 4D -триггеров, элемент ИЛИ 6 и элемент И 7. Введение делителя 5 частоты на два позволяет разнести -Ьо времени интервалы заряда и разряда.емкости интегрирующих блоков из-за подключения инвертирукяцего выхода делителя 5 частоты на два к входу элемента И 7. При этом образование импульсов управления регистром 4D - триггеров становится возможным только на интервале разряда емкости интегрирующих блоков, а образование ложных сигналов управления из-за смещения сигналов на входах ; элемента И 7. под действием дестабилизирунищх факторов становится невозможным. 2 ил. а S (Л - 4 Од СО Од 00