Сенсорное устройство Советский патент 1989 года по МПК H03K17/945 

Фаза 5

Нуль

J

сриг.1

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

Целью изобретения является повышение надежности за счет повышения помехоустойчивости; достигается введением определенной величины емкости конденсатора, включенного между сеткой тиратрона и фазной шиной источника переменного напряжения электропитания.

На фиг.1 приведена схема сенсорного устройства; на фиг,2 - временная диаграмма; на фиг.З - зависимость допустимого анодного напряжения от величины паразитной емкости сенсорного входа тиратрона; на фиг.4 зависимость относительного уровня сеточной наводки от относительной величины емкости связи; на фиг.З - зависимость отношения сигнал/помеха от относительной величины емкости связи; на фиг.6 - экспериментальная зависимость допустимого значения паразитной емкости помехи от величины емкости связи (второй конденсатор). ( Сенсорное устройство (фиг.1) содержит тиратрон 1, первый конденсатор 2, диод 3, нулевую шину 4 и фазную шину 5, второй конденсатор 6, первьш 7 и второй 8 резисторы, сенсорную площадку 9.

Сенсорное устройство работает слдующим образом.

При негорящем тиратроне первый конденсатор 2 заряжен до напряжения /2 и, где и ф - фазное напряжение источника электропитания, а диод 3 закрыт. При прикосновении к сенсорной площадке 9 челопек вносит собственную емкость С-, по отношению к земле. Так как анод тиратрона 1 не- посредственно связан с фазной шиной 5, образуется замкнутая цепь переме ного тока: фаза - входная емкость тиратрона - емкость человека С - нулевая (заземленнная) шина. Наведенное на сетке тиратрона 1 переменное напряжение определяется выражением

и

СИ

и -

ОС

&н

+ Г

вХ Экв

IL - фазное напряжение источника переменного напряжения электропитания; - вносимая при прикосновении

&и

емкость ();

o

5

0

5

5

С,, ,„„ - эквивалентная входная емв Jft П

кость тиратрона с учетом емкости связи (С « С.+Сд; входная емкость тиратрона).

Если величина U достаточна для возникновения подготовительного ряз- ряда н промежутке сетка - катод и/или анод - сетка, в цепи сетки возникает пульсирующий ток. В положительный полупериод наведенного сеточного напряжения ток протекает в промежутке сетка - катод, в отрицательный полупериод - в промежутке анод - сетка. Под действием этого тока происходит возникновение разряда в основном промежутке между анодом и катодом, причем чем больше эффективное значение сеточного тока, определяемое уровнем наведенного сеточного напряжения U.. тем меньше анодное напряжение возник - новения разряда.

Сенсорная площадка 9 и провода, соединяющие ее с сеткой тиратрона 1, обладают определенной емкостью на землю (емкость помехи С), Поэтому в отсутствии касания на сетке тиратрона 1 наводится переменное напряжение помехи, величина которого при отсутствии емкостной связи между фазной шиной 5 и сеткой зависит от соотношения , Величина входной емкости тиратронов С обычно порядка 1 пФ, поэтому в известном сенсорном 5 устройстве увеличение С до нескольких пикофарад приводТ1Т к самопроизвольному срабатыванию тиратрона 1 (при , уровень помехи составляет половину уровня сигнала, а при приблизится к уровню сигнала). На фиг.З приведены экспериментальные зависимости допустимого анодного напряжения U(, от величины паразитной емкости сенсорного входа тиратрона 1 С„; зивисимость I - прибора CII-1, зависимость II - для ТХ- 5Б. 6 области, лежащей правее . кривых и„«(С„), вероятность самопроизвольного включения тиратронов отлична от нуля. Поэтому для надежной работы известных сенсорных устройств требуется максимально снижать паразитную емкость сенсорных входов тиратронов.

Введение в сенсорное устройство емкостной связи между сенсорньм входом тиратрона (сеткой) и фаэньм источника переменного напряжения за

0

0

0

5

5

счет конденсатор изменяет соотношение сигнал/помеха. При отсутствии касания переменное напряжение помехи составляет

спо Ч

при прикосновении к сетке переменное напряжение сигнала составляет

и „п9ii5j)

с сиги о Тс -ьС„Ыс +С,).

Учитьтая, что и полагая С„ 7 С т- (высокий уровень помехи) имеем из вьппеприведенных выражений относительное изменение уровня сигнала и уровня помехи от введения С

i+Cf

пя.Г /

ПОм

Отсюда видно, что введение С существенно ослабляет уровень помехи и мало - уровень сигнала. На фиг.4 приведены расчетные данные зависимости относительно уровня сеточ12066

ки одинаково, т.е. увеличение помехоустойчивости осуществляется при снижении сенсорной чувствительности.

Экспериментальные зависимости до- пустимой паразитной емкости сенсорных входов тиратрона от величины С , полученные для приборов СП-1 (кривая I) и МТХ-90 (кривая II), приведе

ны на фиг.6.

Увеличение помехоустойчивости предлагаемого сенсорного устройства позволяет реализовать большие сенсорные поля ввода информации и клавиатурные панели с емкостными клавишами. При низкой чувствительности устройства может применяться разрезная сенсорная площадка, второй контакт которой подключается к нулевой шине

через конденсатор определенной величины.

Выходной сигнал в предлагаемом устройстве снимается со второго резистора.

Формулаизобретения

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в устройствах ввода и вывода информации. Целью изобретения является повышение надежности устройства путем повышения помехоустойчивости. Для этого в устройство введен конденсатор определенной емкости, включенный между сеткой тиратрона и фазной шиной источника переменного напряжения. Сенсорное устройство содержит тиратрон 1, два конденсатора 2 и 6, диод 3, нулевую шину 4, фазовую шину 5, резисторы 7 и 8 и сенсорную площадку 9. Повышение помехоустойчивости данного сенсорного устройства позволяет реализовать большие сенсорные поля ввода информации и клавиатурные панели с емкостными клавишами. 6 ил.

ной наводки --- иф

от относительной

величины емкости связи . С увеличением С отношение сигнгш/помеха прогрессивно возрастает. Кривая I на фиг.5 иллюстрирует это для случая высокого значения паразитной емкости ,2С,. Наибольшее значение С ограничено допустимым ослаблением U сиги наименьшее - эффективностью подавления помехи - снижения

с пом

Дпя используемых на практике ти- пов тнрат ; онов оптимальное значение емкости конденсатора 0,2С/С О.бС. На этом же графике приведена зависимость 11,. известного способа увеличения помехоустойчивости, путем включения разделительного конденсатора между сеткой тиратрона и сенсорньм контактом. В этом случае относительное ослабление уровня сигнала и уровня помехи практичес

Сенсорное устройство, содержащее тиратрон тлеющего разряда, анод которого соединен с фазной шиной источника переменного напряжения электропитания и через первый конденсатор с анадом выпрямительного диода, сетка тиратрона через первый резистор соединена с сенсорной площадкой, а

катод тиратроиа оединен через второй резистор с анодом выпрямительного диода, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности за счет повышения помехоустойчивости устройства, в него введен второй конденсатор, первый вывод которого подключен к сетке тиратрона, второй вывод к фазной шине, причем емкость второго конденсатора должна лежать

в пределах 0,2С...О,6С, где С - эквивалентная электрическая емкость человеческого тела, а катод выпрямительного диода подключен к нулевой шине источника переменного напря

жеиия.

4tuai m

0:2 a« с

Фм5

Uc

tut

01ЬЛ d5 CL

4W.

« л

§ I

« f

f

It a 3t if,

Фив.{