ЭЛЕКТРОННАЯ КЛАВИАТУРА Советский патент 1974 года по МПК H03K17/66 

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в области автоматизации управления.

Известиа электронная клавиатура, состоящая из кнопочной клавиатуры, диодного матричного шифратора, устройства преобразования песиихрониого сигнала с кнопок в синхронный для ввода его в выходной каскад, в котором сигнал с матрицы из параллельного кода преобразуется в иоследовательный, и задаюш,его геиератора с распределителем тактов.

Каждая кнопка клавиатуры состоит из катушк1и индуктивности, стержня, проходящего через ось катущки, на верхнем конце которого укреплена нажимная клавиша, а на нижнем - постоянный магнит. Специальная пружина удерживает кнопку в верхнем полол ении.

При на клавишу, благодаря изменению магнитного потока, проходящего через катушку, в ней наводится э.д.с. индукции. Сигнал в виде единичного импульса поступает на диодную матрицу, где оп нреобразуется в /г-элементный параллельный «од. С матрицы сигнал поступает на схему преобразования несинхронного сигнала в синхронный и далее на выходной каскад, где он из параллельного кода преобразуется в последовательный.

Однако известная электронная клавиатура

имеет сложное устройство преобразования несинхронного сигнала в синхронный, кроме того, кнопка имеет сложную конструкцию. С целью повышения надежности в предлагаемой электронной клавиатуре выход схемы «ИЛИ через первый вход и выход узла формирования единичного сигнала подсоединен параллельно к управляющему входу ключевой схемы параллельного кода и первому

входу выходного узла, выход которого, в свою очередь, подключен ко второму входу узла формирования единичного сигнала, а т выходов диодной матрицы нодключены через т входов и /и выходов ключевой схемы

параллельного кода к т входам выходного узла; каждая из бесконтактных кнопок кнопочной клавиатуры состоит из трех соосно расположенных ферритовых сердечников с обмотками, двух клавиш, штоки которых находятся

между ферритовыми сердечниками, на которых второй вставлен в прорезь и отверстие двух клавиш, и двух пружин удержания клавиш в верхнем положении, причем первые выводы каждой обмотки первого и третьего

ферритовых сердечников подсоединены к обН1ей земляной шине, а вторые выводы каждой обмотки первого и третьего ферритовых сердечников подключены к соответствующим входам диодной матра-щы, к первому выводу обмотки второго ферритового сердечника подсоединен вход кнопочной клавиатуры, а второй вывод обмотки второго ферритового сердечника - к общей земляной шине.

На фиг. 1 приведена структурная схема предлагаемой электронной клавиатуры; на фиг. 2 - электрическая схема кнопочной клавиатуры; на фиг. 3 - конструкция кнопок, из которых набирается клавиатура; на фиг. 4 - узел формирования единичного сигнала.

Предлагаемая электронная клавиатура (фиг. 1) состоит из кнопочной клавиатуры /, диодной матрицы 2, узла 3 формирования единичного сигнала, ключевой схемы 4 и выходного узла 5, в который входит задающий генератор и распределитель тактовых сигналов (на чертеже не показано).

Кнопочная клавиатура 1 набирается из отдельных сдвоенных кнопок и может быть выполнена в виде клав1натуры телеграфного аппарата или пишущей машинки, в виде цифровой клавиатуры или в любой другой форме.

Кнопочная клавиатура предназначена для передачи на диодную матрицу 2 импульсного напряжения, поступающего на него по входу 6, от задающего генератора при нажатии на любую информационную клавишу клавиатуры. (На клавиатуре при семиэлементном коде могут устанавливаться клавиши подрегистров например: русский, латинский шрифт, знаковый и командный).

Диодная матрица 2 предназначена для преобразования импульсного напряжения, которое поступает на нее от кнопок клавиатуры, в л-элемептный параллельный код.

Узел 3 формирования единичного сигнала по входу 7 через схему «ИЛИ 8 соединен со всеми кнопками клавиатуры /, а по входу 9 - с выходным узлом 5. Выход узла 3 соединен с управляющими входами 10 и 11 ключевой схемы 4 и выходного узла 5. Узел 3 управляет ключевой схемой 4 и выходным узлом 5.

Ключевая схема служит для передачи кодовой информации с диодной матрицы 2 на выходной узел 5 при поступлении на управляющий вход 10 сигнала сонровол дения информации (сигнала «есть информация).

Выходной узел 5 предназначен для преобразования параллельного п-элементного «ода и последовательного кода нри поступлении сигнала на вход // и приведения его к виду, удобному для ввода в канал связи; для питания опорной частотой всей аппаратуры; для выдачи тактовой частоты на кнопки клавиатуры (на вход 6); для подачи на вход 9 узла 3 тактовой частоты во время передачи одного знака в канал связи.

Каждая кнопка клавиатуры (фиг. 2) состоит из ферритового сердечника 12, на который намотаны нервичные обмотки 13, Последние в клавиатуре соединяются последовательно (пять-шесть обмоток) и подключаются к усилителю мощности 14, на вход 6 которого подается тактовая частота от задающего ге)ератора.

По торцам ферритового сердечника 12 расположены два ферритовых сердечника 15 с двумя вторичными обмотками 16. Концы этих обмоток подключены к общей земляной S шнне и к диодной матрице 2. Между сердечниками 12 и 15 расположен шток 17 кнопки, являющийся экраном для высокочастотного магнитного поля. В теле штока 17 (фиг. 3) вставлен феррит 18, около которого выполнена прорезь 19, в результате чего не возникает экранизирующее действие типа короткозамкнутого витка. При нажатии на кнопку феррит 18 занимает положение напротив ферритовых сердечников 12 и 15. (Сердечники 12, 15 и

5 феррит 18 с обмотками 13 и 16 представляют собой высокочастотный трансформатор). Для удержания кнопки в верхнем положении под каждую кнопку установлены пружины 20. Над штоком 17 укреплены нажимные

0 клавиши 21, на которых сделаны соответствующие обозначения (знаков и команд).

Все детали кнопки устанавливаются в корпусе, состоящем из двух частей 22 и 23, в которых имеются прорези для размещения всех

5 деталей, а также отверстия для соединения обеих частей корпуса и для жреплеиия корпуса на общей плате. На одном из торцов корпуса кнопки установлен экран 24 для высокочастотного магнитного поля.

0 Диодная матрица 2 собрана по общеизвестной схеме, где имеется п шин (по числу /г-элементного кода), которые через диоды связаны со вторичными обмотками 16 трансформаторов клавиш.

Узел 3 форм11рования единичного сигнала (фиг. 4) состоит из четырех ферриттранзисторных ячеек 25-28. Вход ячейки 25 (вход 7) через схему «ИЛИ 8 и диодную матрицу 2 связан со всеми обмотками 16 кнопок клавиатуры, т. е. в эту ячейку производится запись «1 при нажатии на любую информационную клавишу клавиатуры /. Выход этой ячейки подключен к записывающим обмоткам ячеек 26 и 28. Выход ячейки 26 (сигнал «есть

д информация) подключен к управляющим входам: ключевой схемы 4 и выходному узлу 5, а выход ячейки 28 - к записывающей обмотке ячейки 27, выход которой подключен к обмотке запрета записи ячейки 26.

Q С узла 5, соединенного со второй обмоткой ячейки 25/подаются тактовые сигналы на период выдачи кодовой комбинации в канал связи. Считывающие обмотки ячеек 26 и 28 под- ключены к тактовому генератору, дающему импульсное напряжение ti, т. е. сигналы на эти обмотки поступают с той же фазой, что и на записывающие обмотки ячеек 26 и 27 по входам 7 и 5.

Электронная клавиатура работает следующим образом.

На вход клавиатуры / как в статическом, так и динамическом режимах постоянно подается импульсное напряжение с узла 5. Если

о клавиатура используется как клавиатура телеграфного аппарата, -работающего со скоростью 50 бод, то на вход 6 удобнее подавать импульсное папряжение с частотой 50 Гц, т. е. с той же скоростью. Это напряжение после усиления усилителем мощности 14 подается на первичные обмотки 13 сдвоенных кнопок, которые включены последовательно (пятьшесть сдвоенных кнопок, т. е. десять-двенадцать клавиш).

Благодаря импульсному току, проходящему по обмоткам 13, в сердечниках 12 наводится импульсный магнитный поток. Но так как между сердечниками 12 и 15 находится шток 17 клавиши, выполненный в виде экрана для высокочастотного Магнитного ноля, то в обмотках 16 отсутствует напряжение.

При нажатии на любую клавишу феррит 18 занимает положение между сердечниками 12 и 15. Создается единый магнитонровод, благодаря чему в обмотке 16 этой клавиши индуктируется Э.Д.С., которая кодируется в диодной матрице 2 и подается в виде /г-элементного кода с частотой 50 Гц на ключевую схему 4. Однако пока на вход 10 этой схемы не подан сигнал «есть информадия ключевая схема 4 не дает разрешения на транзит кодовой комбинации с диодной матрицы 2 на выходной узел 5.

Одновременно с подачей кодовой комбинации на ключевую схему 4 сигнал с клавиши через схему «ИЛИ 8 поступает на узел 3 формирования единичного сигнала, где после усиления он записывает «1 в ячейку 25 (с тактом TI). Следующим промежуточным тактом Т2 эта «1 переписывается в ячейки 26 и и 28. Второй импульс, поступающий от клавиши, опять записывает «1 в ячейку 25, а постоянно действующий такт TI списывает «1 с ячеек 26 и 28. С ячейки 28 «1 перезаписывается в ячейку 27, а «1 с ячейки 26 поступает на вход 10 ключевой схемы 4 и дает разрешение на транзит кодовой комбинации с диодной матрицы 2 на выходной узел 5. Кроме того, сигнал с ячейки 26 подается на вход 11 узла 5, по которому в этом узле начинает формироваться выходной сигнал в виде последовательного кода (стартовая посылка, п-информационных посылок, стоповая посылка).

Второй промежуточный такт Та (после нажатия клавиши) спишет «I с ячеек 25 и 27. С ячейки 25 «1 перезаписывается в ячейку 28, а в ячейку 26 не записывается, поскольку ее запись запретит «1, поступающую с ячейки 27. В дальнейшем, пока клавиша остается нажатой, постоянно действует сигнал запрета на ячейку 26, т. е. сигнал разрешения на открывание ключевой схемы 4 не поступает. Для передачи второго знака надо отnycTiHTb первую клавишу и нажать вторую, в результате происходит пропуск записи «1 в ячейку 27, а при нажатии второй клавиши опять выдается сигнал разрешения на ключевую схему 4.

Таким образом, при нажатии на клавишу сигнал «есть информация срабатывает тольКО одна раз, причем этот сигнал выдается со вторым импульсом с момента нажатия на клавишу.

Если оператор очень быстро отпустит первую клавишу и нажмет вторую, то может произойти Искажение уже передаваемого з-нака, так как комбинация нового знака может наложиться на .конец комбинации первого знака. Для защиты от искажения передаваемого знака на вход 9 ячейки 27 с узла 5 в момент выдачи сигнала в линию подается сигнал с частотой 50 Гц. Этот сигнал записывает «1 в ячейку 27, а, следовательно, лервый же пришедший сигнал на вход 7 ячейки 25 запрещается при перезаписи в ячейку 26, в результате этого не срабатывает ячейка 26, т. е. не дано разрешение на открытие ключевой схемы 4. По окончании передачи стоповой посылки прекращается выдача сигнала на вход 9 ячейки 27, и оператор повторным нажатием клавиши передает этот знак.

Для более уверенного запрета записи «1 в ячейку 26 ячейка 25 сделана с узким импульсом (У), т. е. длительность выходного импульса этой ячейки в 1,5--2 раза меньше длительности импульса, поступающего с ячейки 27.

Предмет изобретения

1.Электронная клавиатура, содержащая кнопочную клавиатуру с бесконтактными кнопками, подсоединенную своими п информационными выходами через п входов и т выходов диодной матрицы к m входам схемы «ИЛИ, и выходной узел, синхронизирующий выход которого подключен ко входу кнопочной клавиатуры, отличающаяся тем, что, с целью повышеиия надежности, выход схемы «ИЛИ через первый вход и выход узла формирования единичного сигнала подсоединен параллельно к управляющему входу ключевой схемы параллельного кода и первому входу выходного узла, выход которого, в свою очередь, подключен ко второму входу узла формирования единичного сигнала, а т выходов диодной матрицы .подключены через ш входов и т выходов ключевой схемы параллельного кода к т входам выходного узла.

2.Клавиатура цо п. 1, отличающаяся тем, что каждая из бесконтактйьтх кнопок кнопочной клавиатуры состоит из трех соосно расположенных ферритоБЫх сердечников с обмотками, двух клавиш, штоки которых находятся между ферритовыми сердечниками, из которых вто|зой вставлен в прорезь и отверстие двух клавиш, и двух пружин задержания клавиш в верхнем положении, причем первые выводы каждой обмотки первого и третьего ферритовых сердечников подсоединены к общей земляной шине, а вторые выводы каждой обмотки первого и третьего ферритовых сердечников подключены к соответствующим входам диодной матрицы, к первому выводу обмотки второго ферритового сердечника подсоединен вход кнопочной клавиатуры, а второй вывод обмотки второго ферритового сердечника - к общей земляной шине.