Аналоговый сенсорный преобразователь

. РЕСПУБЛ 0 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯПРИ ГКНТ СССР БРЕТЕНИЯ И ПИСА ЛЬСТВУ ОРСКОМУ СВ 1(21) 4827515/24: ройствах ручного ввода информации в ком- (22) 10.04,90 пьютерных системах. Цель изобретения - (46) 07,08.92. Бюл. В 29упрощение аналогового сенсорного преоб- (71) Ленинградский электротехнический ин-. разователя. Аналоговый сенсорный преобститут им. В,И.Ульянова (Ленина) разователь содержит генератор 6 (72) В.А,Степанов и В.А.Терехов возбуждения, операционные усилители 4, 5, (56) Патент США Ь 4484026,: выпрямители 7, 8, 9, подключенные к выхокл. 6 08 С 21/00, опублик, 1986. :дам операционных усилителей и к генератоПатент США В 4293734,ру возбуждения, аналоговый делитель 15, кл, 6 08 С 21/00, опублик. 1981, . :.связанный с выпрямителями через пять резисторов, включеннйх определенным обра- (54) АНАЛОГОВЫЙ СЕНСОРНЫЙ ПРЕОБ- зом. Аналоговый сенсорный РАЗОВАТЕЛЬ преобразователь имеет простую конструк- (57) Изобретение относится к автоматике и цию благодаря применению усовершенствычислительной технике и может быть при- вован ного аналогового делителя с менено в устройствах управления РЭА; уст- расширенными функциями. 1 ил.ГЯИзобретение может применяться в устройствах управления РЭА, устройствах ручного ввода информации в компьютерныхсистемах,Целью изобретения является упрощение преобразователя,На чертеже изображена структурнаясхема аналогового сенсорного преобразователя.Аналоговый сенсорный преобразователь содержит резистивный элемент 1, являющийся чувствительным элементомсенсорного экрана, резисторы 2 и 3 обратной связи, операционные усилители 4 и 5,генератор 6 возбуждения, выпрямители 7 - 159, нагрузочные резисторы 10-14, делитель15,Устройство работает следующим образом.С помощью генератора 6 возбуждения 20резистивный элемент 1 в виде покрытиясенСорной панели, подключенный к инвертирующим входам операционных усилите-:лей 4 и 5, возбуждается с обоих концовпеременным напряжением высокой частоты. При прикосновении пальца оператора ккакой-нибудь точке резистивногоэлемента1 появляются токи утечки с обоих концовэлемента через емкость оператора на землю. Величины этих токов 1 и 2 пропорциональны положению точки прикосновенияпальца на резистивном элементе. Известно,что координата этой точки может быть определена из следующей формулыХ 21+ 2где Х - относительная координата точки касания; 1, 2 - величины токов утечки с концов резистивного элемента 1,Токи утечки протекают через резисторы 402 и 3 обратной связи и создают на выходахоперационных усилителей 4 и 5 напряженияО 1- Ог+ Йо,с. 1: (2)О 2 = Ог + Йо,с2 (3)где 01, О 2- выходные напряжение операционных усилителей 4 и 5 соответственно;Ог - выходное напряжение генератора возбуждения; Йо.с - сопротивление резисторов 2 и 3 обратной связи.Так как информацию о координате точки касания несут величины амплитуд токовУТЕЧКИ )т 1 И т 2, тО К ВЫХОДаМ ОПЕРаЦИОННЫХусилителей 4 и 5 подключены выпрямители7 и . 8 амплитудного значения. Напряженияна их выходах будут соответственно 55От 1 Отг + Йо.ст 1 (4)От 2 Отг + Йо.ст 2 (5)В схеме предусмотрены, кроме того, выпрямитель 9, подключенный к генератору 6 возбуждения и дающий на выходе, напряжение Отз = -Отг, а также аналоговый делитель15 сигналов, включенный на выходе устройства и дающий выходное напряжение, равное отношению токов, поступающих на еговторой и первый входы.Напряжение с выхода выпрямителя 7через резистор 10 прикладывается к первому входу делителя, а с выпрямителя 8 черезрезистор 11 - к второму входу и через резистор 12 - к первому входу делителя, Напряжение с выхода выпрямителя 9прикладывается через резистор 13 к первому, а через резистор 14 - к второму входамделителя.Таким образом ток, втекающий в первый вход делителя, будет равенО 1 + О т 2 + О та (6)Й 10 Й 12 В 13а ток, втекающий во второй входО т 2 + О тз (7)В 11 Й 14Где д 1 д 2. токи, втекаюЩие в пеРвый ивторой входы делителя соответственно;Й 1 о-В 14 - сопротивления резисторов 10-14соответственно,Если расписать эти выражения, тод 1 + - т 1 +О тг Йос,Й 1 о Й 1 о+ + -т 2 -- (8)О, В. ОЙ 12 Й 12 Й 1 Зд 2 Й + Йт 2 - (9)Й 11 Й 11 Й 14Из выражений (8) и (9) видно, что если выполнить условие Й 1 о = Й 11 = В 12 = Й 14 = =2 Й 1 з,тод 1 = К(т 1 + т 2) (10) д 2 = К. т 2(11)Йо,с.где К = в- коэффициент пропорциоЙ 1 О.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 6пропорционально координате точки каса- преобразователя, в него введены третий выния, прямитель и пять нагрузочных резисторов,Ф о р мул а и з об р ете ни я . приэтом входы первогоивтороговыпрямиАналогОвый сенсорный преобразова- телей подключены к выходам первого и втотель, содержащий первый и второй опера 5 рого операционных . усилителей ционные усилители, к инвертирующимсоответственно, 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 выхбд в 1 орогощими входами ивыходами 10 выпрямителя дополнительно подключен че-. соответствующих операционных усилйте- рез третий нагрузочный резистор к первому лей, генератор возбуждения, подключен- входуделителя,входтретьеговыпрямителя ный к неинвертирующим входамподключен к выходу генератора возбуждеоперационных усилителей; а также первый ния, выход третьего выпрямителя соединен и второй выпрямители, делитель, выход ко через четвертый и пятый нагрузочные резиторого является выходом устройства, о тл и- стори"с первым и вторйм входами делителя ч а ю щ и й с я тем, что, с целью упрощения соответственно,Составитель, О.Кулаков Редактор Л.ГратиллоТехред М.Моргентал, Корректор Н.Милюкова Заказ 2769 Тираж . . ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 101