Сенсорный переключатель Советский патент 1992 года по МПК H03K17/945 

1

(21)4854430/21 (22) 25.07.90 (46)30.09.92. Бюл. Ms 36

(71)Ленинградский электротехнический институт им. В.И.Ульянова (Ленина)

(72)Ю.А.Быстров, В.А.Степанов, В.А.Терехов и Л.С.Заславский

(56) 1. Авторское свидетельство СССР Ms 1487172,кл. Н 03 К 17/945, 1989.

2. Авторское свидетельство СССР № 1131443,кл. Н 03 К 17/945, 1989.

(54) СЕНСОРНЫЙ ПЕРЕКЛЮЧАТЕЛЬ (57) Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в устройствах ввода и вывода информации. Целью изобретения является повышение достоверности работы устройства за счет введения автоматической подстройки порога срабатывания устройства. Устройство содержит генератор 1 пульсирующего напряжения, резистор 2, сенсорную площадку 3, детекторы 4, 8, фильтры 5, 9, компаратор 6, усилитель 7, включенный по схеме единичного усиления. 4 ил.

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

Целью изобретения является повышение достоверности работы устройства за счет введения автоматической подстройки порога срабатывания устройства.

На фиг.1 приведена структурная электрическая схема устройства; на фиг.2 - временные диаграммы работы устройства; на фиг.З - электрическая функциональная схема устройства, как пример реализации устройства; на фиг.4 приведены вольт-фа- радные характеристики устройства.

Сенсорный переключатель (фиг.1) содержит генератор 1 пульсирующего напряжения, резистор 2, сенсорную площадку 3, первый детектор 4, первый фильтр 5, компаратор 6, усилитель 7, второй детектор 8, второй фильтр 9.

Устройство работает следующим образом. Постоянные времени заряда и разряда второго фильтра 9 больше, чем первого фильтра 5, за счет чего обеспечивается временная задержка подстройки уровня опорного напряжения компаратора 6 при изменении факторов окружающей среды Поэтому в случае касания оператором сенсорной площадки 3 формируется выходной сигнал переключения компаратора 6, а при воздействиях окружающей среды опорное напряжение на втором входе компаратора 6 отслеживает изменение напряжения сигнала на первом входе компаратора 6 и выходной сигнал не формируется.

До прикосновения к сенсорной площадке 3 напряжения на первом и втором входах компаратора 6, определяемые параметрами первого и второго фильтров 5 и 9 соответственно, соответственно равны Ui и U2 фиг.2а. На выходе компаратора 6 присутствует низкий уровень напряжения, фиг 26 (при условии, что выход первого фильтра 5 подключен к инвертирующему, а выход второго фильтра 9 - к неинвертирующему входу компаратора 6). При прикосновении пальца к сенсорной площадке 3 (момент ti) часть напряжения сигнала ответвляется через тело человека, и напряжения Ui и U2 на входах компаратора 6 уменьшаются пропорциосо

с

VJ о

СЛ СО

со со

нально постоянным времени соответствующих первого и второго фильтров 5 и 9. В момент t2 происходит переключение компаратора 6, и на его выходе появляется высокий уровень напряжения.

Входное напряжение Ui быстрее достигает минимального уровня, соответствующего касанию, чем напряжение U2, из-за меньшей инерционности первого фильтра 5. В момент тз происходит повторное пере- ключение компаратора 6. Момент t4 соответствует отрыву пальца от сенсорной площадки 3, после чего происходит восстановление исходного состояния. В результате на выходе компаратора 6 появляется сигнал переключения, длительность которого не зависит от продолжительности удержания пальца на сенсорной площадке 3.

На приведенных характеристиках (фиг.4) Ui и U2 - напряжения соответствен- но на первом и втором входах компаратора DA2 (фиг.З), Cz - емкость в точке подключения сенсорной площадки S. Заданное превышение уровня Ui над уровнем U2 сохраняется неизменным в широком диапа- зоне изменения Cz. Поэтому любое изменение окружающих условий, влекущее за собой изменение входной емкости схемы

фц&.1

Cz, не влияет на достоверность работы сенсорного переключателя.

Практически предложенный сенсорный переключатель надежно работает при изменении входной паразитной емкости от 0 до 100 пФ. При воздействии ВЧ-наводки опорное напряжение на втором входе компаратора автоматически подстраивается в соответствии с изменением сигнального напряжения на первом входе.

Формула изобретения Сенсорный переключатель, содержащий генератор пульсирующего напряжения, соединенный через резистор с сенсорной площадкой усилитель и пороговый блок, состоящий из последовательно соединенных первого детектора, первого фильтра и компаратора, отличающий- с я тем, что, с целью повышения достоверности работы, в него введены второй детектор и второй фильтр, сенсорная площадка через первый детектор и первый фильтр подключена к первому входу компаратора, усилитель включен по схеме единичного усиления и подключен между сенсорной площадкой и вторым детектором, выход которого подключен через второй фильтр к второму входу компаратора.

.6

to t, tt