Сенсорное устройство

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в устройствах ввода и вывода информации.Целью изобретения является повы 5 шение надежности эа счет повышения помехоустойчивости; достигается введением определенной величины емкости конденсатора, включенного между сеткой тиратрона и фаэной шиной источника переменного напряжения электропитания.На фиг.1 приведена схема сенсорного устройства; на фиг,2 - временная диаграмма, на фиг.З - зависимость допустимого анодного напряжения от величины паразиткой емкости сенсорного входа тиратрона; иа фиг.4- зависимость относительного уровня сеточной наводки от относительной величины емкости связи; на фиг.5 - зависимость отношения сигнал/помеха от относительной величины емкости связи", на фиг,б - экспериментальная зависимость допустимого значения паразитной емкости помехи от величины емкости связи (второй конденсатор).Сенсорное устройство (фиг.1) содержит тиратрон 1, первый конденсатор 2, диод 3, нулевую шину 4 и фаэ кую инну 5, второй конденсатор 6, первьи 7 и второй 8 резисторы, сенсорную площадку 9.Сенсорное устройство работает следующим образом. 35При негорящем тиратроне первый конденсатор 2 заряжен до напряжения ,Г 2 Б, где Б ф - фазное напряжение источника электропитания, а диод 3 закрыт, При прикосновении к сенсор ной площадке 9 челопек вносит собственную емкость С по отношению кземле. Так как анод тиратрона 1 непосредственно связан с фаэной шиной 5, образуется замкнутая цепь перемен ного тока: фаза - входная емкостьтиратрона - емкость человека Сз - нулевая (заэемленнная) шина. Наведенное на сетке тиратрона 1 переменное напряжение определяется выражениемС вюЦю щсн ФС + Свн ВХ эквгде Н - фазисе напряжение исгочниФка переменного напряжения 55электропитания;С - вносимая при прикосновениивиемкость (Сь=Сз) 3 С, - эквивалентная входная емкость тиратрона с учетомемкости связи (Сфк уеС +С ; С- входная емкостьтиратрона).Если величина 0достаточна для возникновения подготовительного рязряда н промежутке сетка - катод и/или анод - сетка, в цепи сетки возникает пульсирующий ток. В положительный полупериод наведенного сеточного напряжения ток протекает в промежутке сетка - катод, в отрицательный полу- период - в промежутке анод - сетка. Под действием этого тока происходит возникновение разряда в основном промежутке между анодом и катодом, причем чем больше эффективное значениесеточного тока, определяемое уровнем наведенного сеточного напряжения 0тяф тем меньше анодное напряжение возникновения разряда.Сенсорная площадка 9 и провода, соединяющие ее с сеткой тиратрона 1, обладают определенной емкостью на землю (емкость помехи С). Поэтому в отсутствии касания на сетке тиратрона 1 наводится переменное напряжение помехи, величина которого приотсутствии емкостной связи мезду фаэной шиной 5 и сеткой зависит от соотношения С,/С. Величина входной емкости тиратронов Ст обычно порядка1 пф, поэтому в известном сенсорномустройстве увеличение Сдонескольких пикофарад приводЪт к самопроизвольному срабатыванию тиратрона 1 (при Г, Гуровень помехи составляет половину уровня сигнала, а при С)Ст приблизится к уровню сигнала). На фиг.З приведены экспериментальные зависимости допустимого анодного напряжения О от величины паразитной емкости сенсорного входа тиратрона 1 С; эивисимость 1 - прибора СП, зависимость 11 - для ТХ 5 Б, В области, лежащей правее.кривых ц Г(С), вероятность самопроизвольного включения тиратронов отлична от нуля. Поэтому для надежной работы известных сенсорных устройств требуется максимально снижать параэитную емкость сенсорных входов тиратронов.Введение в сенсорное устройство емкостной связи мезду сенсорным входом тиратрона (сеткой) и фаэнви источника переменного напряжения за5 153счет конденсатора изменяет соотношение сигнал/помеха. При отсутствии касания переменное напряжение помехи составляетСр11 Ислом Ф С +(С +С )при прикосновении к сетке переменноенапряжение сигнала составляетС г+С"с "фс1 С с )1Учитывая, что С )Си полагая Со С(высокий уровень помехи) имеем иэ вышеприведенных выражений относительное изменение уровня сигнала и уровня помехи от введения ССс, Сси +-; и "1+,сига С помл иОтсюда видно, что введение Ссущественно ослабляет уровень помехи и мало - уровень сигнала. На фиг.4 приведены расчетные данные зависимости относительно уровня сеточОсиной наводки в - от относительнойОфвеличины емкости связи С/С. С увеличением С отношение сигнал/помеха прогрессивйо возрастает. Кривая 1 на фиг.5 иллюстрирует это для случая высокого значения паразиткой ем" кости С"0,2 Ск. Наибольшее значение Сограничено допустимык ослаблением Ус, наименьшее - эффективностью подавления помехи - сниженияс вомДля используемах на практике типов тиратфонов оптимальное значение емкости конденсатора С0,2 С 4 С С (0,6 С. На этом же графике приведена зависимость 0/Одля известного способа увелйчения помехоустойчивости. путем включения разделительного конденсатора между сеткой тиратрона и сенсорньи контактом. В этом случае относительное ослабление уров, ня сигнала и уровня помехи практичес 1206 6ки одинаково, т.е. увеличение помехоустойчивости осуществляется при снижении сенсорной чувствительности.Экспериментальные зависимости допустимой паразитной емкости сенсорных входов тиратрона от величины С,полученные для приборов СП(кривая Т) и ИТХ(кривая 11), приведены на фиг.6,Увеличение помехоустойчивости предлагаемого сенсорного устройства позволяет реализовать большие сенсорные поля ввода информации и клавиатурные панели с емкостными клавишами. При низкой чувствительности устройства может применяться разрезнаясенсорная площадка, второй контакткоторой подключается к нулевой шинечерез конденсатор определенной величины,Выходной сигнал в предлагаемомустройстве снимается со второго резистора.25 формула изобретения Сенсорное устройство, содержащеетиратрон тлеющего разряда, анод которого соединен с фазной шиной источника переменного напряжения электропитания и через первьй конденсаторс анадом выпрямительного диода, сетка тиратрона через первый резисторсоединена с сенсорной площадкой, а З 5 катод тиратроиа оединен через второйрезистор с анодом выпрямительногодиода, о т л и ч а ю щ е е с я тем,что, с целью повышения надежностиза счет повышения помехоустойчивости устройства, в него введен второйконденсатор, первый вывод которогоподключен к сетке тиратрона, второйвывод к фазной шине, причем емкостьвторого конденсатора должна лежать ф 5 в пределах 0,2 С 0,6 С, где С -эквивалентная электрическая емкостьчеловеческого тела, а катод выпряиительного диода подключен к нулевой шине источника переменного напря жения.1531206 Составитель Е.Бреславецактор Г.Волкова Техред Л.Сердюкова Корректор О.Ципл аэ 7966/56 Тирам 884 Подписноф Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раущская наб., д. 4/5 ВНИИПИ роизводственно-издательский комбинат "Патент", г. Укгород, ул. Гагарина, 1 О