Сенсорный переключатель Советский патент 1981 года по МПК H03K17/56 

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано в устройствах, имеющих .коммутационные узлы в виде механических или сенсорных кнопок. Известен сенсорный переключатель, содержащий генератор напряжения высокой частоты, резистивно-емкостные делители напряжения, усилители высокой частоты, детекторы, усилители низкой частоты и сенсорные контакты, включенные в цепи резистивно-емкостных делителей напряжения l. Недостатком этого переключателя является низкая экономичность по цепи питания генератора высокой частоты и усилителей, а также высокий уровень электромагнитного излучения через сенсорные площадки. Известен также сенсорный переключатель, содержащий генератор напряжения высокой частоты, емкостные делители напряжения контактные площадки и пороговый элемент L23. Недостатком такого переключателя является низкая экономичность по цепи питания составных элементов и высокий уровень излучения электромагнитной энергии в окружающее, пространство. Цель изобретения - снижение пот- . ребляемой мощности и уровня электромагнитного излучения. Поставленная цель достигается тем, что в переключатель, содержащий генератор напряжения высокой частоты, емкостные делители напряжения, контактные площадки и пороговый элемент, дополнительно введен коммутатор, вход которого соединен с выходом генератора напряжения высокой частоты, выходы со входами емкостных делителей напряжения, выходы которых через развязывающие диоды соединены со входом порогового элемента. На чертеже представлена функциональная схема сенсорного переключателя.

Сенсорный переключатель содержит генератор 1 напряжения высокой частоты, выход которого через коммутатор 2 соединен с входами емкостных делителей 3 напряжения, контактные площадки 4, соединенные с выходами соответствующих емкостных делителей 3 напряжения, соединенные последовательно пороговый элемент 5 .и логическую ячейку И 6, диоды 7, соединяющие выходы емкостных делителей 3 напряж ения с входом порогового элемента 5, и блок управления 8, выходы которого соединены с адресными входами коммутатора 2 и другим входом логической ячейки И 6. Емкостной делитель 3 напряжения состоит из конденсаторов 9 и 10 и диода II, обеспечивающего прохождение переменного тока через конденсаторы 9 и 10. Пороговый элемент 5 включает в себя выполненный на базе операционного усилителя нуль-орган 12, к входу которого подключены накопительный конденсатор 13 и резистор 14, другой вывод которо го подключен к источнику питания, накопительный конденсатор 13 и диоды 7 образуют цепь выпрямления переменного тока, проходящего через конденсаторы 9 и 10. Резистор 14 обеспечивает перезаряд конденсатора 13 при отсутствии переменного напряжения на входе порогового элемента 5,

Сенсорный переключатель работает следующим образом.

В исходном состоянии генератор 1 вырабатывает напряжение частотой около 300 кГц, а коммутатор 2 периода1чески с частотой около 100 Гц подключает выход генератора I к входам емкостных делителей 3 напряжения.

При отсутствии касания к контактным площадкам 4 пачки импульсов с выходов коммутатора 2 проходят через конденсаторы 9 и 10 и диоды 7 на вход порогового элемента 5. В результате выпрямления напряжения высокой частоты с помощью диодов 7 на конденсатор 13 накапливается заряд отрицательной полярности, удерживающий нуль-орган 12 в состоянии логического нуля. Прикосновение оператора к одной из контактных площадок 4 приводит к тому, что во время подачи на вход емкостного делителя 3 напряжения переменного напряжения высокой частоты переменный ток на вход порогового элемента 5 не проходит из-за шунтирующего действия емкости, вносимой оператором, в результате чего конденсатор 13 заря жается через резистор 14 до некоторого положительного напряжения, которое вызывает переключение нуль-органа 12 в состояние логической единищл. Таким образом, на выходе порогового элемента 5 формируются положительные икпульсы, совпадающие по времени с подачей на контактную площадку, к которой имеет место прикосновение оператора, напряжения высокой частоты. Задний фронт импульса формируется с некоторой задержкой относительно момента переключения каналов. Для обеспечения однозначного считывания информации с соответствукяцей контактной площадки с помощью логической ячейки И 6 формируются считывающие импульсы, которые следуют в заданные интервалы времен.

Введение коммутатора между генератором и контактнь1ми площадками позволило снизить мощность потребления генератора и элементов каналов, а также уменьшить уровень электромагнитного излучения напряжения высокой частоты, так как генератор оказывается нагруженным фактически только на одну нагрузку.

Формула изобретения

Сенсорный переключатель, содержащий генератор напряжения высокой частоты, емкостные делители напряжения, контактные площадки и пороговьй элемент, отличающийся тем, что, с целью снижения потребляемой мощности и уровня электромагнитного излучения, в него введен коммутатор, вход которого соединен с выходом генератора напряжения высокой частоты, выходы - со входами емкостных делителей напряжения, выходы которых через развязывающие да:оды соединены со входом порогового элемента.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе.

1.Заявка Великобритании № 1539545j кл. G 1 N, 1979.

2.Заявка Франции № 2220832, G 06 F 3/02, 1974.