Сенсорный переключатель

Союз Советскик Социалистических Республик(23) Приоритет Н 03 К 17/00 Государственнмй омитет СССР но дедам изобретений и отрытий(54) СЕНСОРНЫЙ ПЕРЕКЛЮЧАТЕЛЬ 1 О Изобретение относится к областирадиотехник и, и може т быть исполь зовано при разработке органов ручногоуправления в различных электротехнических устройствах, в частности впультах управления устройств вычислительной техники,Известен сенсорный переключатель,содержащийС"генератор на транзисторе, резистор смещения, параллельно которому подключен конденсатор, Фильтр низких частот и ключевой каскад 11 . Однако известное устройство отличается сложностью и низкой надежностью, так как содержит значительноеколичество элементов,Известен сейсорный переключатель,содержащий ЬС-автогенератор на трав Оэисторе, коллектор которого соединенс первой обкладкой первого конденсатора ЬС-контура и через индуктивностьС-контура - с первой шиной источника питания, эмиттер через токозада ющий резистор подключен ко второйшине источника питания, сенсорнуюпластину и резистор смещения, параллельно которому подключен конденсатор Фильтра, первая обкладка которого 30 соединена с первой шиной источникапитания 2).Однако и это известное устройствоне отличается простотой и надежностью.Целью изобретения является повышение надежности и упрощение.Для этого в сенсорный переключахель, содержащий С-автогенератор натранзисторе, коллектор которого соединен с первой обкладкой первого конденсатора С-контура и через индуктивность ЬС-контура в . с первой шинойисточника питания, эмиттер через токозадающий резистор подключен ко второйшине источника питания, сенсорнуюпластину 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 первогоконденсатора ЬС-контура и с змиттером транзистора, сенсорная пластинаподключена к коллектору транзистора,а вторая обкладка конденсатора фильтра соединена с базой транзистора ивыходной шиной,На чертеже представлена принципиальная электрическая схема предложенного устройства.Устройство содержит металлическую пластину - сенсор 1, подключеннуюк коллектору транзистора 2, катушкуиндуктивности 3 и конденсаторы 4 и5, образующие (.С-контур в цепи коллен.тора. Конденсаторы 4 и 5 образуют емкостный делитель в цепи положительной обратной связи, средняя точка которого подключена к эмиттеру транзистора 2, а база транзистора 2 подключена через параллельно включенные резистор б и конденсатор 7 к положительной шине электропитания. При этомрезистор б и конденсатор 7 образуют 15цепь базового смещения и одновременно - фильтр нижних частот. Эмиттертранзистора 2 подключен через резистор 8 к минусовой шине питания, абаза - к выходной шине 9 устройства, 20При отсутствии прикосновения оператора к металлической пластине-сенсору 1 (.С-автогенератор на транзисторе1 генерирует высокочастотные колебания, частота которых определяется параметрами колебательного (.С-контура, составленного из катушки индуктивности 3 и конденсаторов 4 и 5.Благодаря большой выбранной величине положительной обратной связитранзистор 2 работает в ключевомрежиме и переключается от состоянияоткрытдо состояниянасыщен. При насыщении транзистора 2 в его базовой цепи появляютсяимпульсы тока, которые интегрируются НС-цепочкой базового смещения,составленной из резистора б и конденсатора 7. Таким образом происходитдетектирование высокочастотных колебаний детектором, составленным из пе Ореходаколлектор-база транзистора 2,резистора б и конденсатора 7, В результате на выходной шине 9 переключателя формируется нижний уровень выходного сигнала. 45При прикосновении оператора к металлической пластине-сенсору 1 эквивалентное полное сопротивление телаоператора, которое можно представитьв виде последовательного соединения Орезистора сопротивлением 1 кОм и конденсатора емкостью 100200 пф, шунтирует колебательный контур и высокочастотные колебания прекращаются, ана выходе формируется верхний уровеньвыходного сигнала, величина которого определяется напряжением электропитания +Ея (за вычетом падения напряжения на резисторе б от .протеканиябазового тока транзистора 2),Для надежной работы схемы сенсорного переключателя необходимо, чтобырезонансное сопротивление контура было существенно больше эквивалентногосопротивления тела оператора (практически достаточно иметь резонансное б 5 сопротивление ЬС-контура более 3 кОм),а частота колебаний ЬС-автогенератора должна быть выбрана такой величины, чтобы эквивалентное реактивноесопротивление тела оператора на этойчастоте было существенно меньше 1 кОм(практически частота колебаниЯ должна быть больше 13 мГц) .Предложенный сенсорный переключатель имеет в 2-3 раза меньше электрорадиоэлементов по сравнению с известными, что позволяет значительно упростить 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 вычислительныхмашин.Дополнительным достоинством данного сенсорного переключателя являетсяповышенная электробезопасность, таккак учитывая, что один конец катушки индуктивности подключен к положительной шине электропитания, которую можна заземлить, то при касанииоператора н металлической пластинесенсору он находится под воздействиемвысокочастотного электрического напряжения только в течение времени переходного процесса прекращения колебаний в ЬС-автогенераторе.Формула изобретенияСенсорный переключатель, содержащий ЬС-автогенератор на транзисторе,коллектор которого соединен с первойобкладкой первого конденсатора ЬС-контура и через индуктивность ЬС-контура - с первой шиной источника питания,эмиттер через,токозадающий резисторподключен ко второй шине источникапитания, сенсорную пластину и резистор смещения, параллельно которомуподключен конденсатор фильтра, первая обкладка которого соединена с первой шиной источника питания, о тл и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью.повышения надежности и упрощения, введен второй конденсатор ЬС-контура,первая обкладка которого подключенак первой шине источника питания, вторая обкладка соединена со второй обкладкой первого конденсатора ЬС-контуРа и с эмиттером транзистора, сенсорнаяпластина подключена к коллектору транзистора, а вторая обкладка конденсатора фильтра соединена с базой транзистора и выходной шиной,Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1 . Патент франции Р 2065248,кл. Н 03 К 17/00,1971,2, Патент ФРГ М 1951137,кл, Н 03 К 17/00, 1971 (прототип),каз филиал ППН Патент , г.ужгород, ул,Проектная, 4 5653/50 Т ЦНИИПИ Го по де 113035, Мраж 995 Подписноеударственного комитета СССРам изобретений и открытийсква, Ж, Раушская наб., д, 4