Аналоговый сенсорный преобразователь

 

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть применено в устройствах управления РЭА, уст2 ройствах ручного ввода информации в компьютерных системах. Цель изобретения - упрощение аналогового сенсорного преобразователя . Аналоговый сенсорный преобразователь содержит генератор 6 возбуждения, операционные усилители 4,5, выпрямители 7, 8, 9, подключенные к выходам операционных усилителей и к генератору возбуждения, аналоговый делитель 15, связанный с выпрямителями через пять резисторов , включенных определенным образом .Аналоговыйсенсорный преобразователь имеет простую конструкцию благодаря применению усовершенствованного аналогового делителя с расширенными функциями. 1 ил. J

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ . РЕСПУБЛИК (51)5 G 08 С 21/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ.СССР.. ", ;, Лг-р.,„д

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕ ГЕЛЬСТВ1

1 (21) 4827515/24 (22) 10.04,90 (46) 07,08.92. Бюл. hh 29 (71) Ленинградский электротехнический институт им. В,И.Ульянова (Ленина) (72) В.А.Степанов и В.А.Терехов (56) Патент CUJA th 4484026, кл. G08 С 21/00,,опублик. 1986.

Патент США N. 4293734, кл. 6 08 С 21/00, опублик. 1981. (54) АНАЛОГОВЫЙ СЕНСОРНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛ Ь (57) Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть применено в устройствах уйравления РЭА; устг. Ж,„, 1753483 A l ройствах ручного ввода информации в компьютерных системах. Цель изобретения— упрощение аналогового сенсорного преобразователя. Аналоговый сенсорный преобразователь содержит генератор 6 возбуждения, операционные усилители 4, 5, выпрямители 7, 8, 9, подключенные к выходам операционных усилйтелей и к генератору возбуждения, аналоговый делитель 15, связанный с выпрямителями через пять резисторов, включеннйх определеннь1м образом. Аналоговый сенсорный преобразователь имеет простую конструкцию благодаря применению усовершенс1вованного аналогового делителя с расширенными функциями. 1 ил. ,7

1753483

Изобретение может применяться в устройствах управления РЭА, устройствах ручного ввода информации в компьютерных системах, Целью изобретения является упроще- 5 ние преобразователя, На чертеже изображена структурная схема аналогового сенсорного преобразователя.

Аналоговый сенсорный преобразова- 10 тель содержит резистивный элемент 1, являющийся чувствительным элементом сенсорного экрана, резисторы 2 и 3 обратной связи, операционные усилители 4 и 5, генератор 6 возбуждения, выпрямители 7 в 15

9, нагрузочные резисторы 10-14, делитель

15.

Устройство работает следующим образом.

С помощью генератора 6 возбуждения 20 резистивный элемент 1 в виде покрытия сенСорной панели, подключенный к инвертирующим входам операционных усилите-: лей 4 и 5, возбуждается с обоих концов переменным напряжением высокой часто- 25 ты. При прикосновении пальца оператора к какой-нибудь точке резистивного эле«мента

1 появляются токи утечки с обоих концов элемента через емкость оператора на землю. Величины этих токов 11 и 12 пропорцио- 30 нальны положению точки прикосновения пальца на резистивном элементе. Известно, что координата этой точки может быть определена из следующей формулы х 4 () 1+ 2 где Х вЂ” относительная координата точки касания; l1, 12 — величины токов утечки с концов резистивного элемента 1, Токи утечки протекают через резисторы 40

2 и 3 обратной связи и создают на выходах операционных усилителей 4 и 5 напряжения

01 - 0г + Ro.ñ.. l1 (2)

U2 = Ог + Ro.с.. !2, . (3) где 01, U2 — выходные напряжение операци- 45 онных усилителей 4 и 5 соответственно;

0 — выходное напряжение генератора возбуждения; Ro.ñ. — сопротивление резисторов 2 и 3 обратной связи.

Так как информацию о координате точ- 50 ки касания несут величины амплитуд токов

УТЕЧКИ l 1 И 1т2, тО К ВЫХОДаМ ОПЕРаЦИОННЫХ усилителей 4 и 5 подключены выпрямители

7 и . 8 амплитудного значения. Напряжения на их выходах будут соответственно 55

От1 Отг + Ro.с. ° !т1 (4)

От2 Отг + Ro.ñ ° lò2 (5)

В схеме предусмотрены, кроме того, выпрямитель 9, подключенный к генератору 6 возбуждения и дающий на выходе, напряжение Отз = -Отг, а также аналоговый делитель

15 сигналов, включенный на выходе устройства и дающий выходное напряжение, равное отношению токов, поступающих на его второй и первый входы.

Напряжение с выхода выпрямителя 7 через резистор 10 прикладывается к первому входу делителя, а с выпрямителя 8 через резистор 11 — к второму входу и через резистор 12 — к первому входу делителя. Напряжение с выхода выпрямителя 9 прикладывается через резистор 13 к первому, а через резистор 14 — к второму входам делителя.

Таким образом ток, втекающий в первый вход делителя, будет равен

От1 + От2 + Отэ (6)

R 10 R12 R13 а ток, втекающий во второй вход

0 т2 + 0 тз . (7) 11 14 гДе 1д1, 1д2 — токи, втекаюЩие в пеРвый и второй входы делителя соответственно;

R1o R14 — сопротивления резисторов 10-14 соответственно.

Если расписать эти выражения, то

la1 — + — 1т1 +

U тг Ro.c.

R1o R1o

«J

+ + — l т2 — (8)

u„„R. 0тг

R12 Й12 й1З д2 т" +- ".с. 2 — т (9) тт11 Й11 гт 14

Из выражений (8) и (9) видно, что если выполнить условие R1o = В11 = R12 = R14 =

=2Rn, то д1 = K ° (т1 + 1т2) (10) (д2= K т2 (1)

Ro.c. где К = †— коэффициент пропорциоR1o, нальности, Ток, втекающий в первый вход делителя, пропорционален сумме токов утечки с обоих концов реэистивного элемента, а ток, втекающий во второй вход делителя, прямо пропорционален току утечки с правого (согласно чертежу) конца резистивного элемента.

В силу всех указанных преобразований выходной сигнал делителя будет прямо пропорционален отношению токов утечки с одного из концов к сумме токов утечки с обоих концов резистивного элемента, что и требуется по функциональному преобразованию, т.е. выходное напряжение делителя прямо

5 " 1753483 6 пропорционально координате точки каса- преобразователя, в него введены третий выния. прямитель и пять нагрузочных резисторов, Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я при этом входы первого и второго выпрямиАналоговый сенсорный преобразова- телей подключены к выходам первого и втотель, содержащий первый и второй опера- 5 рого операционных усилителей ционные усилители, к инвертирующим соответственно, а их выходы через первый входам которых подключен резистивнйй и второй нагрузочные резисторы соответстэлемент, первый и второй резисторы обрат- венно подключены к первому второму вхоной связи, включенные между инвертирую- дам делителя, причем выход в1орогощими входами и выходами 10 выпрямителя дополнительно подключен че-. соответствующих операционных усилите- рез третий нагрузочный резистор к первому лей, генератор возбуждения, подключен- входуделителя,входтретьеговыпрямителя ный к неинвертирующим входам подключен к выходу генератора возбуждеоперационных усилителей; а также первый ния, выход третьего выпрямителя соединен и второй выпрямители, делитель, выход ко- 15 через четвертый и пятый нагрузочные резиторого является выходом устройства, о тл и- стори"с первым и вторйм входами делителя ч а ю шийся тем, что, с целью упрощений соответственно, Составитель, О.Кулаков

Редактор Л.Гратилло Техред М.Моргентал, Корректор Н.Милюкова

Заказ 2769 Тираж . Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101