Сенсорная клавиатура

 

Изобретение относится к области импульсной техники. Может быть использовано в пультах управления радиоэлектронных устройств. Цель изобретения - повышение надежности, достигаемое за счет уменьшения аппаратурных затрат при увеличении числа n 131 И III iii aiimil J 3FfU-j , I сенсорных площадок. Для достижения данной цели в устройство, содержащее генератор 1, М разрезных сенсорных площадок 2., состоящих из первых 3 и вторых 4 сенсорных пластин, введены формирователь 5 п фазного сигнала,, (M+h)-выводной переменный резистор 6, фильтр 7, блок 8 управления, блок 9 сравнения. В описании изобретения также приводятся схемы блока управления и блока сравнения. Для исключения многократных срабатываний в момент прикосновения и снятия пальца блок управления вьщает команды разрешения работы блока сравнения с задрежкой на время переходного процесса фильтра 7 и прекращешш его работы сразу после снятия пальца. 2 я.п„ , 5 ил. L . I .I, JFrr -- L-brdLJbtrJ 41-

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

15Р 4 Н 03 К 17/945

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHGMV СВИДЕТЕПЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3562393/24-21 (22) 05.03.83 (46) 15.08.86.Бюл, ¹ 30 (72) 10. Н. В1ульгин и С. В.Оськин (53) 621, 382 (088. 8) (56) Авторское свидетельство СССР № 723773, кл. Н 03 К 17/00.

Авторское свидетельство СССР № 966908, кл. Н 03 K 17/945, 18,03.81.,(54) СЕНСОРНАЯ КЛАВИАТУРА (57) Изобретение относится к области импульсной техники. Может быть использовано в пультах управления радиоэлектронных устройств. Цель изобретения — повышение надежности, достигаемое за счет уменьшения аппаратурных затрат при увеличении числа

SU 1251316 А 1 сенсорных площадок. Для достижения данной цели в устройство, содержащее генератор 1, М разрезных сенсорных площадок 2„ состоящих из первых 3 и вторых 4 сенсорных пластин, введены формирователь 5 п-фазного сигнала„ (М+п )-выводной переменный резистор 6, фильтр 7, блок 8 управления, блок 9 сравнения. В описании изобретения также приводятся схемы блока управления и блока сравнения. Для исклнчения многократных срабатываний B момент прикосновения и снятия пальца блок управления выдает команды разрешения работы блока сравнения с задрежкой на время переходного процесса фильтра 7 и прекращения его работы сразу после снятия пальца. 2 з.п. ф-лы, 5 ил.

12 >13!6

11з обре те нт<т- относи)ге я к импульс)(ой технике » может быт1. испо, ьзова— но н пультах упрянления ря, (иозлектp O i f 1 fb1 X у С т р О ) Т Г 1 В .

11ел1х из Об!)Р те ния ) (О ныю<. .н))с на дежности достигяеfc>), зя счет умень— п)ения аппарятурнь)х затрат:)ри улеличении числа сенсорных т(т(ощядoK:

Ня фиг. 1 принедена структурная схема у< тройства; »я фиг. 2 — функционяль )яя схема блока упрянления; ня фиг. 3 — то же, бло::<я сравнения; ня фиг. 4 — временные ;(иагряmm) работы блока управления; ня фиг„ 5 — то же, блока сравнения.

Устрсзйстно, фиг, 1) сс>держит ге "рс} o p 1 И тз я 3 ) p. ) Иь1х с <а н с с р ньтх:Io щадок 2, coстоящих из тIE .pâ)«õ 3 и лто-РЬ(Х Ч < Е СОТЗНЬТХ Т ЛаСT»f(х ф»Р)Г>РОЛа тель 3 h -фазного сигнала, вход котоРО(О СО< .ДHHPН С ЛЫХОД<>М 1-P ffPPR I OP

1, а лыходы сое>(инены с сс»тнетстную-щ»мн 1 ходами, 11+ ) -I)f.)P)o>l(ffoãо пере— мел»<)) <) pe:-:и<. торя 6, с)зiiëü >-1> <, ны х<зд K<) с>рого подключен к г;ходу блока 8 упрс}т)лепил и т:ерв<зму л (оду б:ТоКа 9 СраВНЕ»ня, НЫХС>д )с<>)С РОГО яВЛяется выходом устрой:тля.

Блок 8 управления < фиг. содержит буфс рны» усилитель 10, лыход к»в торого подк.-поче» к входу перного д)зухпо:1 <ЛI е риОДИО(0 Выл() я ми 1 pëÿ 1 1 лторо» -днухпсзлу(1< р»однь}и ныт рями тель 12, ныходы длухполу()ер»о,ifi;ix лыпрямителей 11 12 подключены cooгнетстленно к входам т)ерлогo 113 и второго 14 тритггервл l :>)Hтт;}, выход второго 14 тригi ера 11)митта подк т}очен через элемент 15 задержки к нторому входу злеме)(та И (6, выход

»Ос-(Одне 1 о ялляс-:т ся 3bfx Oдом бл< K;- . 8 упрялления.

1>,:(ок 9 сраннения i фиг. 3) содержит нуль-индикато р 1 7 „нхот(ко } :о ро†го является первым входом блока 9 сравнения, второй лход Ko !opol пс)дкл)очен к сче(нoму входу счетчика 18, третий вход — к нходу 0 устанонки счетчика 18, выходы которого подкл}очены к соотнетствующим нходам ðp1 I Hc 1 p(I 1 9 памяти, ВыхОЦ нуль — Hffg(l(Kc}— тора 17 подключен к 1) -нходу перногo P) -триггера 20, к входу синхронизации которого подключен инвертор 21> выход первого )) -триггера 20 подключен к входу синхронизации второго

Р-триггера 22 » через :-лемент 23 зядержки к первому нхоцу элемента

И 24, я четлертый л од блока 9 сравнения подключен к 1) -входу нторого ,) †тригге 22, бенс.орная кляниатуря работает

С IЕДУ)О(>(ИМ O<) Pх-.э ОМ.

Напряжение на ныходях формиронате.<я > -фязногo сигнала для =4 с »исывается следующими ураннениями:

1!„з >. ", ((11

) }. = i г <"; о (- 1

L. з>> 7

}J - <<>с; > где .} 1, — напряжения H= перлом

1етт)ертсзм лыходах формиролятеля ) четырехфязногo сигналя амплитуда т(япряжения, — частота ге< ераторя 1; — теку.цее время, На»ряже)(ие л .гобой точк" > (И+ )

Зывод:ol o Iiepci«e)1)(ого резис-:ops 6, находящейся меж > крайними точками, н этих услсзвиях описынается уралне—

)П)ЕМ

}(К

) Г ч р — О<

1„1 з)()зяле(ие н точке ) сопротивление -"часткя . 1+;)выводного »ереме)}ного резистора 6 между верхней точкои

ГО:(КОИ y

<; сопротивление участка il<+}), — ныводного геременното резистора 6 между кр Зйними точкя— ."П(х

Если теперь к точке подк;почить вторую 4 сенсорную пластину одной»з (.} се>:. сорных площадок ? и замкнуть

-,. «лf>öå)-:. илH каким-либо тоKoïðoBoдя)k()f ) материалом ее с первой 3 се»сор—

=:oй пластиной этой сенсорной площадк(-- 2, то на ныноде, объединяющем нсе

") перных сенсорных пластин 3, поялится напряжение )(„ равное

1>}

})„: К!1 - -К вЂ” — Х (< -} х„() >,„< ОТ)Т(С(>) с (5.

1251316

3 где К- коэффициент, определяющий условия замыкания, Как видно из уравнений (2) и (3), фаза O сигнала U не зависит от ус1 ловий замыкания, а зависит от расположения точки замыкания, Таким образом, сигнал О, поступает на вход фильтра 7, который настроен на частоту генератора 1, Сигналы с фильтра 7 и с одной из фаз формирователя 5 и -фазного сигнала поступают на блок 9 сравнения, где сравниваются по фазе, которая, как было сказано выше, однозначно связана с положением прикосновения, Для исключения многократных срабатываний в момент прикосновения и снятия пальца блок 8 управления, используя сигналы с выхода фильтра 7, разрешает работу блока 9 сравнения не сразу же после появления сигнала на выходе фильтра 7, а с задержкой на время переходного процесса фйльтра 7 и прекращает работу блока

9 сравнения после снятия пальца, при этом используется факт отсутствия сигнала на первом входе блока 8 управления.

Блок 8 управления (фиг.2) формирует на своем выходе сигнал Бр раз- 3() решения, определяющий временную абласть9 когда сигнал Uр с выхода фильтра 7 имеет неискаженные параметры.

Блок 8 управления работает следующим образом. 35

В момент прикосновения пальца к сенсорной площадке 2 на входе фильтра 7 и первом входе блока 8 управления появляется сигнал U, (фиг.4a) 2 а спустя время t на выходе фильтра 7 появляется установившийся сигнал

LI (фи .4б) . Эти сигналы поступают затем на соответствующие двухполупериодные выпрямители 11 и 12, где формируются огибающие сигналы Од 45 и () (фиг,4а,б).

Причем сигнал L), поступает на вход первого двухпалупериодного выпрямителя 11 через буферный усилитель 10, согласующий последний с сенсорными площадками 2.

Первый 13 и второй 14 триггеры

Шмитта из соответствующих огибающих формируются сигналы О, и LI саответ1 2 ственно (фиг,4в,г) с крутыми фронта- ми. Элемент 15 задержки формирует сигнал U путем осуществления задерж3 ки положительного фронта сигнала U х на величину 1 (фиг.4б) необхади9 масть которой описана ранее., Элемент И 16 формирует из сигналов U и Ll, сигнал Ор разрешения

d (фиг. 4е), положительный фронт ко торого формируется по положительному фронту сигнала (), а отрицательный — па отрицательному фронту сигнала U, Блок 9 сравнения (фиг.3) работает следующим образом.

Сдвиг фаз между опорной фазой сигнала )) (фиг.5а)9 поступающего с одного из выходов формирователя

5 -фазнаго сигнала на третий вход блока 9 сравнения, и сигналом L) (фиг.5б) заполняется синхроимпульсами LJ,(фиг.5г), количество которых определяется сдвигом фаз, а следовательно, точкой касания.

Сигнал О поступает на вход нульиндикатора 17, сигнал U, поступает на счетный вход счетчика 18 и через инвертор 21 на вход синхронизации первого D --триггера 20, сигнал ОС) поступает на вход "011 установки счет. чика 18.

Цикл работы счетчика 18 определяется принудительной установкой последнего в "0" сигналом Ud (фиг.5а) .

Условная диаграмма состояний кода в счетчике 18 (KC) для коэффициента деления !6 приведена на фиг.5д.

Значение сдвига фаз между сигналами L), и (),) измеряется в момент перехода сигнала U, через нулевой уровень, для чего нуль-индикатор 17 формирует сигнал Ь„ (фиг.5в); который9 пройдя через первый D -триггер 20, элемент 23 задержки и элемент И 24, поступает в виде сигнала Uc (фиг.5e) на вход разрешения

1 записи регистра 19 памяти. При этом сигнал (-), своим положительным

1 фронтам дает команду на запись в регистр 19 памяти значения кода (KP),ко1 тарый в этот момент был в счетчике

18, например код числа 10 (фиг.5 и), Таким образам, значение кода в регистре 19 памяти соответствует сдвигу фаз в единицах синхраимпульсов

U, и номеру сенсорной площадки 2, к которой производилось касание пальцем оператора.

Первый Э -триггер 20 необходим для исключения возможности совпадения импульса записи U, (фиг.5e) с моментам смены кода в счетчике 18, 3 1251 так как сигнал U„, (фиг. 5в ) из — за иннертора 21 синхронизируется отрицательным фронтом синхроимпульса,. (фиг.5rj и на выходе первого D -триггера 20 формируется сигнал 0, фронты которого надежно попадают на. середину между моментами смены кода в счетчике 18 (фиг.5 д,,е), Второй D -триггер 22 необходим для осущестнления синхронизации сиг- 10 нала U q разрешения (фиг,5ж) сигналом < „ (фиг.5в нуль-индикатора 17 для исключения ложного измерения сдвига фаз на первом периоде сигнала (1„и для. разрешения перезаписи I5 кода счетчика 18 в регистр 19 памяти. Запись кода в регистр 19 памяти осуществляется по всем разрешенным фронтам сигнала LI с тем, чтобы фиксировать касание пальцем операто- 20 ра сенсорной площадки 2, вторая 4 сенсорная пластина которой годк.пючена к подвижному выноду (H+ n1 †нынодного резистора 6,. находящегося в лобом (н том числе непрерывке изменяющемся} своем положении. Это осущест— вляется с помощью элемента И 24, первый вход которого через элемент

23 задержки подключен к выходу первого Р -триггера 20. Элемент 23 эа- З0 держки служит для исключения записи кода в регистр 19 памяти н момент окончания сигнала (I (фиг,,5ж).

-v

Формула изобpeтенпя о

1.Сенсорная клавиатура, содержащая генератор и 1 разрезных сенсорных площадок, состояп;их из М перных сен— сорных пластин,, соединенных одна с 40 другой, и М нторых сенсорных пластин, о т л и ч а ю ш а я .-. я тем, что, с целью повьппения надежности., н нее введены формирователь и -фаз ного сигнала,(1"1 — )-вынодной пере:- е. -qg ный резистор, фильтр, блок управления и блок сравнения, причем вьгход генератора подключен х нходу формирователя <1 -фазного сигнала, :, выходов которого подключены к соот- 50 нетствующим перному и второму крайним и (и -2) промежуточным выводам (N+n) -выводного переменного ре зисто-ра, М вторых сенсорных пластин подключены к соответстнующим 1 1 промеI жуточным выводам 1 + -выводного переменного резистора, первые М сенсорные пластины подкпочены к входу фильтра и первому входу блока управления, выход фильтра подключен к второму входу блока управления и первому входу блока сравнения, второй вход которого подключен к вьгходу генератора, третий вход — к одному из выходов формирователя h -фазного сиг— нала, четвертый вход — к выходу блока управления. а выход блока сравнения является выходом устройства.

2. Клавиатура по п.1, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что блок управления содержит последовательно соединенные буферный усилитель, вход которого является первым входом блока управления, первый выпрямитель

9 первый триггер Ими-.та, выход которого подключен к первому входу элемента И, последовательно соединенные второй выпрямитель, вход которого является вторым входом блока управления, в-.орой триггер Имитта и элемент задержки, вьгход которого подключен к второму входу элемента И, выход последнего является выходом блока управления.

3, Клавиатура по п.1, о т л и ч а ю щ а я с я тем, ч,о блок сравнения содержит нуль-индикатор, вход которого является первым входом блока сравнения, вьгход нуль-индикатора подключен к D -входу первого D— триггера, выход которого подкгпочен

e: Г -входу второго 12 -триггера и входу элемента задержки, выход которого подключен к перному нходу элемента И, второй вход которого подкл|очен к выходу второго D -триггера, выход элемента И подключен к входу синхронизации регистра памяти„ к информационным нходам которого подклю-:Lны соответствующие выходы счетчика, вход которого подключен к второму входу блока сравнения и через иннертор — к С-входу первого D --триг. ера, вход счетчика является третьим входом блока сравнения, D -вход второго 1 -триггера является четвертым входом блока сравнения, выходы ре1истра памяти являются выходами блока сравнения, 125 3l6

1251316

В

Составитель l, Бреславец е ред Л. eрдюкова

Редактор Н.Слободяник

Корректор M.Ñàìáîðñêàÿ

Заказ 4426/58 Тираж 816

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035„ Москва, Ж-35,, Раушская наб., д.4/5

Подписное

Производственно-полиграфическое предприятие, r.Óæãîðîä, ул,Проектная, 4