Сенсорный переключатель Советский патент 1987 года по МПК H03K17/945 

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

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей - достигается за счет введения в устройство повторителя напряжения, блока резисторов и (п-1) сенсорных площадок, при касании которых оператором на выходе устройства вырабатываются синусоидальные сигналы соответствующих частот.

На чертеже представлена функциональная схема сенсорного переключателя .

Устройство содержит п-р-п-тран- зистор 1, эмиттер которого через первый резистор 2 подключен к отрицательной шине электропитания, второй 3, третий 4, четвертый 5 и пятый 6 резисторы, первый 7, второй 8 и третий 9 конденсаторы, повторитель 10 напряжения, вход которого соединен с первым выводом пятого резистора 6, а второй выход соединен с положительной шиной электропитания, первую сенсорную площадку 11 и (п-1) сенсорные площадки 12, блок 13 резисторов,. первьй вывод которого подключен к коллектору п-р-п-транзистора 1, и второй вьгоод подключен к первой сенсорно й площадке 11 , содержит цепочку последовательно включенных резисторов 14, повторитель 10 напряжения состоит из первого 15 и второ- .го 16 транзисторов п-р-п-типа, а коллектор транзистора 1 соединен с выходом 17 устройства.

Устройство работает следутощим образом.

При отсутствии прикосновения оператора к первой сенсорной площадке

11или остальным сенсорным площадкам

12на выходе 17 устройства колебания отсутствуют.

При прикосновении оператора к какой-либо сенсорной площадке 11 или 12 эквивалентное полное сопротивление оператора, которое можно представить как последовательное соединение резистора и конденсатора оказывается включенным между этой

точкой и отрицательной шиной источника электропитания, в результате чего уменьшается величина затухания пассивной части электрической цепи устройства, образованной первым 7,

5

вторым в и третьим 9 конденсаторами, вторым резистором 3, пятым резистором 6 и резисторами 14 блока 13 резисторов.

Режим активной части сенсорного переключателя, образованной транзистором 1 , повторителем 10 напр яжения, первым 2 третьим 4, четвертым 5, пятым 6 резисторами и резисторами 14 блока 13 резисторов при прикосновении оператором к какой-либо сенсорной площадке 11 или 12 не изменяется. Режим ПО постоянному току повторителя 10 напряжения обеспечивается третьим 4, четвертым 5, пятым 6 резисторами и резисторами 14 блока 13 резисторов. При этом четвертый резистор 5 вьтолняет две функции: для транзистора 1 задает смещение на «го базе, а для повторителя 1 О нап - ряжения является токозадающим. Повторитель .10 напряжения должен иметь больщое входное сопротивление и малое выходное и служит для согласования пассивной части устройства с входным сопротивлением транзистора I, Поэтому в данном случае в качестве примера он вьшолнен по схеме составного транзистора на первом 15 и БТО

ром 16 транзисторах трша п-р-п. Значения номиналов элементов пассивной части устройства подобраны таким образом, что при включении в нее полного эквивалентного сопротив5 ления оператора обеспечивается фазовый сдвиг сигнала на входе повторителя 10 напряжения по отнощению к сигналу на коллекторе транзистора I в 180 и уменьщается затухание до величины, которая становится меньще величины коэффициента усиления транзистора I, который поворачивает фазу сигнала на его коллекторе по отноще0

5

0

45

нию к сигналу на его базе на 180

При таких условиях в сенсорном переключателе выполняется баланс фаз активная и пассивная части обеспечивают фазовые сдвиги на 180° каждая)

и баланс амплитуд (коэффициент усиления транзистора 1 по величине больше величины затухания пассивной части устройства) и на его вьпсоде 17 появляются гармонические колебания,

частота которых зависит от того, какой именно сенсорной площадки 1i или 12 касается оператор. Повторит тель 10 напряжения служит для сог - ласования пассивной части устройства с входом транзистора 1, не вносит существенных .дополнительных фазовых сдвигов при работе устройства, не нарушая тем самым баланса фаз. Формула.для расчета частоты выходного сигнала, считая, что сумма сопротивлений резисторов 14 блока 13 резисторов в случае трех этих резис - торов равна сопротивлению пятого резистора 6 и эквивалентное полное сопротивление оператора определяет- сй только его емкостной составляющей С , а емкости первого 7, второго 8 и третьего 9 конденсаторов равны, имеет вид:

(1-п)Л (1-п)-пЧЧ + (3+2п) (1+с)-2 - (1-п) (3+пр)-4 прП+ (l+n)

+ ЧЗ{- + npt3(l+dL)-2 - 4о(. (3+пр) - notpll + (I+n)oi:i + (3+пр) 0,

- -1

где

53 8 обобщенная частота; ь- кoэффициeнтJ

определяющий местоположение сенсорных площадок.

Для определения местоположения первой сенсорной площадки 11 в формулу подставляем

R п К„+ К„ (1-п) Rg.

Для определения местоположения второй сенсорной площадки подставR

nR, и R (1-п) R

ляем R + .- ....g - - и т.д.

Аналогичным образом рассчитьюа- ются частоты выходных сигналов и определяются местоположения сенсорных площадок при их большем числе.

Полученное уравнение позволяет также оценить нестабильность час- :тоты выходного сигнала с учетом влияния технологических допусков н номиналы применяемых элементов и учесть приращения к номиналам элементов, обусловленные воздействием на параметры элементов окружающей среды..

Таким образом, введение , (п-1) сенсорных площадок, повторителя напряжения, третьего конденсатора и блока резисторов позволяет получить на выходе устройства сигналы разных частот при касании оператором соответствующих сенсорных площ, -

2855874

док, что расширяет функциональные возможности устройства.

O

15

0

5

0

5

0

5

0

5

Формула изобретения

1.Сенсорный переключатель, содержащий первую сенсорную площадку, п-р-п-транзистор, эмиттер которого через первый резистор соединен с отрицательной шиной электропитания, коллектор через первый конденсатор соединен с первым выводом второго конденсатора, а база соединена с первым вьшодом второго резистора, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей путем управления выходной частоты, в него введены (п-1) сенсорных площадок, третий, четвертый и пятый резисторы, повторитель напряжения, третий конденсатор и блок резисторов, причем третий резистор подключен между положительной шиной электропитания и коллектором п-р-п- транзистора, база которого подключена к первому выходу усилителя и через четвертый резистор к отрицательной шине электропитания, второй вьшод второго резистора подключен к первому вьтоду второго конденсатора и через третий конденсатор к входу повторителя напряжения и первому выводу пятого резистора, второй вьшод которого подключен к второму выводу второго конденсатора, первой сенсорной площадке и первому выводу блока резисторов, второй выход повторителя напряжения подключен к положительной шине электропитания, коллектор п-р-п-транзисто- ра подключен к второму вьтоду блока резисторов и выходу устройства, (п-1) сенсорные площадки подключены к соответствующим остальньм (п-1) выводам блока резисторов.

1

2. Переключатель по п.1, о т - личающййся тем, чтд блок резисторов содержит цепочку и последовательно включенных резисторов, причем вход цепочки подключен к первому вьшоду блока резисторов, выход цепочки подключен к второму выво- ду блока резисторов, а остальные (п-1) вьюодов блока резисторов под.ключены соответственно к точкам соединения резисторов блока резисторов.

3. Переключатель по п.1, о т л и- чающийся тем, что повтори51285- 87 -6

тель напряжения выполнен в танцезистора, коллектор которого подключен

первого и второго транзисторов коллектору второго транзистора и

типа, причем база первого транзисто-второму выходу повторителя напряжера подключена к входу повторителяния, а эмиттер второго транзистора

напряжения, база второго транзистора подключен к первому выходу повториподключена к эмиттеру первого тран-теля напряжения.

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в устройствах ввода и вьшо- да информации. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей переключателя. Сенсорный переключатель содержит п-р-п-транзис- тор 1, резисторы 2 и 3, конденсаторы 7 и 8, сенсорную площадку 11. Введение в переключатель повторителя 10 напряжения, конденсатора 9, резисторов 4,5 и 6,блока 13 резисторов, (n-l) сенсорных площадок 12 позволяет при касании последних оператором вырабатьгоать на выходе переключателя синусоидальные сигналы соответствующих частот. 2 з.п.ф-лы, 1 ил. (Л го 00 СД ел 00