Сенсорный коммутатор Советский патент 1987 года по МПК H03K17/945 

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

Целью изобретения является повышение помехоустойчивости, путем введения формирователя импульсов, дополнительного элемента И-НЕ, первого и второго счетчиков, за счет чего достигается селекция возмущений состояния сенсорных площадок но частоте и количеству импульсов помехи, синфазных с работой тактового генератора.

На чертеже приведена функциональная электрическая схема устройства.

Сенсорный коммутатор содержит М сенсорных площадок 1, подключенных к первым входам соответствующих элементов 2 И-НЕ и через соответствующие резисторы 3 к выходам элемента 4 НЕ, формирователь импульсов 5, вход которого соединен со счетным входом первого счетчика 6, генератора 7, второй счетчик 8, счетный вход которого соединен с выходом дополнительного элемента 9 И-НЕ, а выход - со счетными входами формирователей импульсов в виде D-триггеров 10.

Устройство работает следующим образом.

Импульсы тактового генератора 7, по форме близкие к меандру, поступают на оба входа элемента 2 И-НЕ, причем на первый вход через элемент 4 НЕ и резистор 3, а на второй вход через формирователь 5 импульсов. Таким образом, на входах элемента 2 И-НЕ импульсы противо- фазны, поэтому при соответствующем образом выбранной длительности импульса с выхода формирователя 5 импульсов на выходе элемента 2 И-НЕ импульсы отсутствуют.

Выбор длительности импульса, поступающего на второй вход элемента 2 И-НЕ, производится с учетом конкретной конструкции сенсорных площадок 1 и их монтажа. Длительность импульса берется с некоторым запасом для устранения влияния дестабилизирующих факторов, таких как температура, на работу устройства. Для этого состояние «О на втором входе элемента 2 И-НЕ по времени должно не менее, чем на 5% периода тактовой частоты превышать длительность соответствующего состояния на первом входе элемента 2 И-НЕ

Условно будем называть переход выхода элемента 2 И-НЕ в состояние «1 включением элемента 2 И-НЕ.

В исходном состоянии элемент 2 И-НЕ находится во включенном состоянии. При касании какой-либо сенсорной площадки 1, соединенной с первым входом соответствующего элемента 2 И - НЕ, емкость оператора складывается с емкостью второго входа, за счет чего включение элемента 2 И-НЕ происходит с задержкой, так как время задержки пропорционально произведению суммарной входной емкости элемента 2 И-НЕ на выходное сопротивление элемента 4 НЕ. Необходимая чувствительность устройства может регулироваться подбором выходного сопротивления указанного элемента 4 НЕ.

При наличии задержки включения элемента 2 И-НЕ периодически возникает состояние «Выключено элемента 2 И-НЕ, т. е. на его выходе появляются короткие импульсы отрицательной полярности, которые поступают на информационный

вход соответствующего D-триггера 10, а также через дополнительный элемент 9 И-НЕ на второй счетчик 8.

Второй счетчик 8 периодически устанавливается в «О первым счетчиком 6, так

, как на тактовый вход первого счетчика 6 импульсы тактового генератора 7 поступают непрерывно.

Когда на счетный вход второго счетчика 8 поступает некоторое количество импульсов от дополнительного элемента

0 9 И-НЕ, на его выходе формируется перепад напряжения, поступающий на входы синхронизации D-триггеров 10. Так как на информационном входе одного из D-триггеров 10 в данный момент присутствует импульс отрицательной полярности, посту- пившей с соответствующего элемента 2 И-НЕ, данный D-триггер 10 устанавливается в состояние «О, остальные D- триггеры 10 - в состояние «1.

Наличие помехи с произвольным време,, нем поступления не может быть учтено устройством в качестве сигнала переключения, так как перезапись информации в D-триггерах 10 устройства производится только при поступлении заданного количества импульсов в определенный период вре5 мени, причем источником временных интервалов служит первичный счетчик 6, на вход которого поступают импульсы общего для всего устройства генератора 7 тактовой частоты. Частота указанного генератора 7 выбирается вне области типичных помех.

0 В описываемом устройстве частота тактового генератора 7 выбрана 13 кГц.

С другой стороны, на теле оператора обычно присутствует наводка переменного напряжения с частотой 50 или 100 Гц. При касании сенсорной площадки 1 в условиях большой напряженности поля таких помех количество импульсов на выходе соответствующего элемента 2 И-НЕ может изменяться в разные моменты времени. Для исключения отказов устройства в этом

п случае имеющиеся в сенсорном коммутаторе первый и второй счетчики 6 и 8 имеют такое рассогласование коэффициентов пересчета, которое соответствует не менее ± 1кГц по частоте тактового генератора 7. Например, если коэффициенты

5 пересчета первого и второго счетчиков 6 и 8 соответственно равны «К« и «Л, частота тактового генератора 7 равна «Ф КГц, а время от момента касания сенсорной

щадки 1 до перебрасывания соответствующего выхода устройства в противоположное состояние равно Т с, то следует выбирать К (Ф+1)-10.Т и Л(Ф-1).

В описываемом устройстве выбрано Т «0,1 с. Появление за время Т на выходе дополнительного элемента 9 И-НЕ синхронно с частотой тактового генератора 7 «Л импульсов, имеющих, определенную длительность, приводит к срабатыванию устройства.

Таким образом, введение первого и второго счетчиков, формирователя импульсов и дополнительного элемента И-НЕ позволяет повьюить помехоустойчивость устройства, так как оно нечувствительно теперь к помехам, не совпадающим по длительности и количеству с наперед заданными значениями, а по частоте и фазе с импульсами тактового генератора.

Формула изобретения

Сенсорный коммутатор, содержащий генератор импульсов, М сенсорных площадок.

соединенных каждая с первым выводом соответствующего элемента И-НЕ, причем вторые выводы резисторов объединены, вторые входы элементов И-НЕ объединены,

а также М D-триггеров, входы синхронизации которых объединены, отличающийся тем, что, с целью повышения помехоустойчивости, в него введены первый и второй счетчики, формирователь импульсов, элемент НЕ и дополнительный элемент И-НЕ, причем выход генератора импульсов подключен к счетному входу первого счетчика, к входу инвертора и через формирователь импульсов - к вторым входам элементов И-НЕ, выход элемента НЕ подключен к вторым выводам соответствующих резисторов, выходы элементов И-НЕ подключены к D-входам соответствующих МО- триггеров и к соответствующим входам дополнительного элемента И-НЕ, выход первого счетчика подключен к входу сброса второго счетчика, счетный вход которого подключен к выходу дополнительного элемента И-НЕ, а выход подключен к входам синхронизации МО-триггеров.

Изобретение относится к области нм- пульсной техники н может быть использовано в устройствах ввода и вывода информации. Сенсорный коммутатор (СК) содержит М сенсорных плон1адок 1, элементы И-НЕ 2, резисторы 3 и генератор 7. Введение элемента НЕ 4, элемента И - НЕ 9, счетчиков 6, 8 н формирователей импульсов в виде D-триггеров 10 повышает помехоустойчивость СК. достщ-а- ется селекция возмущений состояния сенсорных площадок по частоте и количеству импульсов помехи, синфазных с работой тактового генератора. 1 нл. (Л со о СП