Устройство для ввода информации Советский патент 1989 года по МПК G06F3/02 

ii

|«

:л

К9

Изобретение относится к вычислительной технике, в частности к устройствам, в которых для ввода информации используются механические ключи, и может быть применено, например, в калькуляторах, электронных часах, других изделиях электронной техники. Целью изобретения является повьшение достоверности вводимой информации путем снижения чувствительности к дребезгу контактов и изменению выходных уровней формирователя сигналов. Устройство содержит механический ключ 1, формирователь 2, пороговый элемент 3, генератор 4 тактовых импульсов, элемент 5 с переносом заряда. Указанная цель достигается введением в устройство ,элемента 5 с переносом заряда. 1 з.п. ф-лы, 3 Ш1„ а б

Фаг,1

1

Изобретение относится к вычислительной технике, в частности к устройствам, в которых для ввода информации используются механические ключи, и может быть пршчене но, например, в калькуляторах, электронных часах и других изделиях электроной техники t

Цель изобретения - повышение достоверности ввода информации за сче снижения чувствительности к дребезгу контактов и изменениям выходных уровней формирователя.

На фиг.1 представлена блок-схема предлагаемого устройства ввода информации; на фиг.2 - пример конкретной реализации элемента с переносом заряда; на фиг.З - временные диаграмы работы устройства.

Устройство для ввода, информации (фиг.1) содержит ключ 1, формирователь 2-сигналов, пороговый элемент 3, генератор 4 импульсов и элемент 5 с переносом заряда. В качестве элемента с переносом заряда может быть использован,например, элемент, содержащий передающий МДГГ-транзистор 6,, конденсатор 7 и зарядный МДП-транзистор 8. Конденсатор 7 подключен между затвором и стоком передаюо1его МДП- транзистора 6 (фиг.2) исток зарядного МДП-транзистора 8 подключен к стоку передающего и является вьпсо- дом, входом является исток передающего МДП-транзистора 6,, затвор которого является первым тактовым вхо- :дом, а соединенные вместе сток и.затвор заряд юго МДП-транзистора 8 - вторым тактовым входом.

Введение элемента с переносом заряда уменьшает чувствительность устройства к дребезгу контактов за счет: емкостного характера входного импеданса элемента, стробированного тактовым импульсом ввода заряда, чувствительности элемента к интегральной величине введенного заряда, и за счет однонаправленности ввода и передачи заряда.

Так как ввода заряда осуществляется через исток транзистора, к затвору которого н это время приложено напряжение тактового импульса, пороговое напряжение записи заряда составляет

и

пор

и V,

20

25

4641522

где и - амплитуда тактовых импульсов;

V - пороговое напряжение МДП- транзистора.

Устройство работает следующим образом.

Генератор 4 импульсой вырабаты- вает по крайней мере две последова- Q тельности сдвинутых по фазе и не прекращающихся во времени тактовых импульсов (фиг.За,б)j которые подаются соответственно на первый и второй тактовые входы элемента 5 с пе- 5 реносом заряда.

Выходные уровни формирователя 2 сигналов могут принимать два значения: уровень- единицы должен быть больше, чем U - V., уровень нуля - меньше (фиг.Зв). В исходном состоянии ключ 1 разомкнут. В некоторые моменты времени, например от t, до tj, и от t до Ц , он замыкается (фиг.Зг).

Замыкание ключа в интервале tj - t не вызьшает изменения состояния элемента 5 с переносом заряда, так как приложенный потенциал выше порога ввода заряда. Замыкание ключа 2Q .1 в интервале t, - t, т.е. при низком уровне формирователя 2, вызывает запись зарядовых пакетов в элемент 5 с переносом заряда, перенос зарядов с его входа на выход под действием тактовых импульсов, поступающих с выходов генератора 4 импульсов и переключение порогового элемента 3.

Как показано на фиг.Зд, тактовые импульсы, подаваемые на затвор и сток МДП-транзистора 8, заряжают нижнюю по схеме на фиг.2 обкладку конденсатора 7 до напряжения U и - V ,, Под действием тактовых импульсов, поступающих на верхнюю обкладку конденсатора 7, происходит 45 дополнительное повьшение потенциала нижней обкладки.

При замыкании ключа 1 и низком уровне формирователя 2 сигналов транзистор 6 открывается, и происхо- 50 Дит разряд нижней обкладки конденсатора 7. После окончания действия тактового импульса напряжения вольт- добавки вычитается, потенциал нижней обкладки конденсатора 7 дополни- 55 тельно понижается и становится ниже порога переключения порогового элемента 3. Нижний потенциал на выходе элемента 5 с переносом заряда сохраняется до следу)ощего тактового

35

40

импульса, поступающего на вход порогового элемента 3, вызывая его переключение Сфиг.Зе),

В любой момент времени входной импеданс элемента 5 с переносом заряда имеет емкостный характер. В промежутке между тактовыми импульсами, подаваемыми на затвор МДП-тра зистора 6, этот транзистор закрыт, и нагрузкой ключа 1 является лишь паразитная узловая емкость. При поступлении тактового импульса МДП- транзистор 6 открывается, однако только в том случае, если через клю 1 на его вход приложен ни зкий уро- вень с выхода формирователя 2. В этом случае нагрузкой ключа 1 является емкость конденсатора. 7 в стоковой цепи МДП-транзистрра 6. Таким образом, несмотря на дребезг котактов ключа 1 (фиг.Зг) потенциал на его выходе (фиг.Зж) сглажен за счет емкостного характера нагрузки-.

Никакие изменения потенциала на входе элемента 5 с переносом заряда в промежутке между тактовыми импульсами Ф, не могут вызвать изменение его состояния, так как ВДП- транзистор 6 закрыт.

Во время действия тактового импульса Ф, потенциал стока МДП-тран- зистора 6 вьше, чем U, U - V , поэтому любые изменения потенциала на истоке этого транзистора могут вызвать лишь понижение этого потенциала. Понижение потенциала истока

ниже уровня

и, и т

вызывает

соответствующе.е понижение потенциала стока, однако при повышении потенциала истока потенциал стока не может повыситься вьппе этого уровня.

Устройство чувствительно к суммарной величине заряда, накопленно-.. g альными триггерными элементами счи- на конденсаторе 7 за время действия тактового импульса. После окончания тактового импульса МДП-тран- зистор 6 закрывается, и обратная передача заряда невозможна. Накопленный на конденсаторе 7 заряд при этом фиксирует потенциал на вькоде . элемента 5 с переносом заряда, приложенный к входу порогового элемен- та 3.

Ввод заряда, а следовательно, и ввод информации возможны при любых изменениях вЫходных уровней формирователя 2 в пределах и„ор . Напри50

55

тывания.

Формула изобретения

1, Устройство для ввода информации, содержащее ключ, формирователь сигналов, выход которого подключен к входу ключа, пороговый элемент, выход которого является выходом устройства, и генератор импульсов, о т- личающееся тем, что, с це« лью повьппения достоверности вводимой информации, в устройство введены элемент с переносом заряда, инфор14641524

мер, при типичных значениях U 12

и V 2 В диапазон допустимых изменений выходных уровней формирователя 2 составляет и„д 10 В. Увеличение диапазона по сравнению с использованием известного устройства на тех же ВДП-транзисторах составляет

10

и пор с

---раз,

5

0

5

0

5

0

Широкий диапазон уровней сигналов входных воздействий, емкостной характер входного импеданса, однонаправленность ввода и передачи обеспечивают повышение достоверности ввода информации за счет уменьшения чувствительности к дребезгу контактов и изменению уровней входных воз- действий.

В примере реализации устройства в качестве элемента с переносом заряда использована одна из разновидностей приборов с переносом заряда - элемент пожарной цепочки МДП- транзисторов. Однако могут быть применены и элементы с переносом заряда других типов, например приборы с зарядовой связью со ступенчатым диэлектриком. Такая замена не меняет сущность изобретения, так как перечисленные свойства элемента с переносом заряда, обеспечивающие положительный эффект, присущи всем ти- пам этих элементов.

В качестве порогового элемента могут быть применены усилительные

элементы любых типов, обладающие высоким входным сопротивлением, обеспечивающим возможность съема информации с выхода элемента с пере- носом заряда, начиная от инвертора на МДП-транзисторах и кончая специальными триггерными элементами счи-

тывания.

Формула изобретения

1, Устройство для ввода информации, содержащее ключ, формирователь сигналов, выход которого подключен к входу ключа, пороговый элемент, выход которого является выходом устройства, и генератор импульсов, о т- личающееся тем, что, с це« лью повьппения достоверности вводимой информации, в устройство введены элемент с переносом заряда, инфор Л.

Фг О

П

в

Выкл.

3 иtj

.-..Лп-П -Л го „...

f U-VT

- . . .

Ж - . -. - 1

(Pi/г.З

Фи.2

п

п

п

Г1

tj