Сенсорный переключатель

 

Союз Советскик

Социалистических

Республик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 090278 (2! } 25 78184/18-21 {51) М. Кл; с присоединением заявки М— (23) Приоритет

Н 03 К 17/00

Государственный «омитет

СССР но делам изобретений и от«рытий

Опубликовано 230880, Бюллетень 1!о 31

Дата опубликования описания 230880

{53) УДК 621. 382 (088.8) (72) Авторы изобретения

М. И. Ананьев и Е. В. Бреславец (71) Заявитель (54) СЕНСOPHbIA ПЕРЕКЛЮЧАТЕЛЬ

1О

Изобретение относится к области радиотехник и, и може т быть исполь зовано при разработке органов ручного управления в различных электротехнических устройствах, в частности в пультах управления устройств вычислительной техники.

Известен сенсорный переключатель, содержащий С-генератор на транзисторе, резистор смещения, параллельно которому подключен конденсатор, фильтр низких частот и ключевой каскад tl) .

Однако известное устройство отли- 15 чается сложностью и низкой надежностью, так как содержит значительное количество элементов.

Известен сейсорный переключатель,. содержащий LC-автогенератор на тран- 20 эисторе, коллектор которого соединен с первой обкладкой первого конденсатора !.С-контура и через индуктивность „С-контура — с первой шиной источника питания, эмиттер через токозада-25 ющий резистор подключен ко второй шине источника питания, сенсорную пластину и резистор смещения, параллельно которому подключен конденсатор фильтра, первая обкладка которого 3Q соединена с первой шиной источника питания (2).

Однако и это известное устройство не отличается простотой и надежностью.

Целью изобретения является повышение надежности и упрощение.

Для этого в сенсорный переключахель, содержащий С-автогенератор на транзисторе, коллектор которого соединен с первой обкладкой первого конденсатора С-контура и через индуктивность !.С-контура —. с первой шиной источника питания, эмиттер через токозадающий резистор подключен ко второй шине источника питания, сенсорную пластину и резистор смещения, параллельно которому подключен конденсатор фильтра, первая обкладка которого соединена с первой шиной источника питания, введен второй конденсатор ),С-контура, первая обкладка которого подключена к первой шине источника питания, вторая обкладка соединена со второй обкладкой первого конденсатора 1С-контура и с змиттером транзистора, сенсорная пластина подключена к коллектору транзистора, а вторая обкладка конденсатора фильтра соединена с базой транзистора и выходной шиной.

75851 á

На чертеже представлена принципиальная электрическая схема предложенного устройства.

Устройство содержит металлическую пластину — сенсор 1, подключенную к коллектору транзистора 2, катушку индуктивности 3 и конденсаторы 4 и

5, образующие (.С-контур в цепи коллектора. Конденсаторы 4 и 5 образуют емкостный делитель н цепи положительной обратной связи, средняя точка которого подключена к эмиттеру транзистора 2, а база транзистора 2 подключена через параллельно включенные ре зистор б H конденсатор 7 к положительной шине электропитания. При этом резистор б и конденсатор 7 образуют цепь базового смещения и одновременно — фильтр нижних частот. Эмиттер . транзистора 2 подключен через резистор 8 к минусовой шине питания, а база — к выходной шине 9 устройства. 20

При отсутствии прикосновения оператора к металлической пластине-сенсору 1 LC-автогенератор на транзисторе

1 генерирует высокочастотные колебания, частота которых определяется па- 25 раметрами колебательного (.C-контура, составленного из катушки индуктивности 3 и конденсаторов 4 и 5.

Благодаря большой выбранной величине положительной обратной связи транзистор 2 работает н ключевом режиме и переключается от состояния открыт до состояния насыщен . При насыщении транзистора 2 в его базоной цепи появляются импульсы тока, которые интегрируются RC-цепочкой базового смещения, составленной из резистора 6 и конденсатора 7. Таким образом происходит детектирование высокочастотных колебаний детектором, составленным из пе- 4О рехода коллектор-база транзистора 2, резистора б и конденсатора 7, В результате на выходной шине 9 переключателя формируется нижний уровень выходного сигнала. 45

При прикосновении оператора к металлической пластине-сенсору 1 эквивалентное полное сопротивление тела оператора, которое можно представить в виде последовательного соединения $p резистора сопротивлением 1 кОм и конденсатора емкостью 100...200пФ, шунтирует колебательный контур и высокочастотные колебания прекращаются, а на выходе формируется верхний уровень выходного сигнала, величина которого определяется напряжением электропитания +Ея (за вычетом падения напряжения на резисторе 6 от .протекания базового ток а транзис тора 2), Для надежной работы схемы сенсор- ного переключателя необходимо, чтобы резонансное сопротивление контура было существенно больше экнивалентного сопротивления тела оператора (практически достаточно иметь резонансное б5 сопротивление LC-контура более 3 кОм), а частота колебаний LC-автогенератора должна быть выбрана такой величины, чтобы эквивалентное реактивное сопротивление тела оператора на этой частоте было существенно меньше 1 кОм (практически частота колебаниЯ должна быть больше 1...3 мГц).

Предложенный сенсорный переключатель имеет в 2-3 раза меньше электрорадиоэлементон по сравнению с известными, что позволяет значительно уп.ростить конструкцию, уменьшить габариты переключателя, снизить потребляемую мощность и стоимость переключателя, повысить его надежность.

Применение предложенного переключателя упрощает и удешевляет конструкцию панелей управления различных электротехнических устройств, особенно при большом количестве переключателей, например в пультах управления электронных вычислительных машин.

Дополнительным достоинством данного сенсорного переключателя является повышенная электробезопасность, так как учитывая, что один конец катушки индуктинности подключен к положительной шине электропитания, которую можна заземлить, то при касании оператора н металлической пластинесенсору он находится под ноздейстнием высокочастотного электрического напряжения только н течение времени переходного процесса прекращения колебаний в LC-антогенераторе.

Формула изобретения

Сенсорный переключатель, содержащий LC-антогенератор на транзисторе, коллектор которого соединен с первой обкладкой первого конденсатора LC-контура и через индуктивность LC-контура — с первой. шиной источника питания, эмиттер через .токозадающий резистор подключен ко второй шине источника питания, сенсорную пластину и резистор смещения, параллельно которому подключен конденсатор фильтра, первая обкладка которого соединена с первой шиной источника питания, о т л и ч а ю шийся тем, что, с целью. повышения надежности и упрощения, введен второй конденсатор LC-контура, первая обкладка которого подключена к первой шине источника питания, вторая обкладка соединена со второй обкладкой первого конденсатора LC-контура и с эмиттером транзистора, сенсорная пластина подключена к коллектору транзистора, а вторая обкладка конденсатора фильтра соединена с базой транзистора и выходной шиной.

Источники информации, принятые но внимание при экспертизе

1 . Патент Франции 9 2065248, кл. Н 03 K 17/00,1971, 2. Патент ФРГ М 1951137, кл, Н 03 К 17/00, 1971 (прототип), 758516

Составитель Л.Багян

Редактор П.Горькова Техред М. Кузьма

Корректор И,Муска

Эаказ 5653/50 Тираж 995 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППН Патент, г.ужгород, ул.Проектная, 4