Устройство для ввода информации

(Я 1С 06 Г 3 ИСАЙИ ЕТЕНИ венное объ ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПОкДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИИ(56) Авторское свидетельство СССРВ 1203503, кл. С 06 Р 3/02, 1984.Патент США Р 4405917,кл. С 06 Р 3/02, 1983(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВВОДА ИНФОР 1 у 1 АЦИИ(57) Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и можбыть использовано для организацииручного ввода информации в управляющие или вычислительные системы. Целью изобретения является повьнпениенадежности устройства. Устройство содержит демультиплексор 1, блок управления 2, блок емкостных датчиков3, аналоговый мультиплексор 4 и блокдетектирования 5, Демультинлексор 1и мультиплексор 4 под управлениемблока 2 опрашивают блок емкостныхдатчиков 3. Изменения емкости датчика при касании фиксируются блокомдетектирования 5, амплитуца и длительность выходного импульса которогооказывается равной амплитуде и длительности импульса возбуждения на выходе демультиплексора 1. На всех вы"ходах мультиплексора 4 поддерживаютсяодинаковые потенциалы, что уменьшаетдлительность переходных процессовпри переключении входов мультнплексо-ра 4Блок детектирования 5 имеетвысокую чувствительность и иирокий щчдинамический диапазон работы. 6 ил., и вычислительной технике и может бытьиспользовано для организации ручноговвода информации в управляющие иливычислительные системы.Целью изобретения является повышение надежности устройства,На фиг.1 изображена Функционапьнаясхема устройства на Фиг.2 - конст прукцня блока детектирования, на Фиг,3 эквивалентная схема подключения емкостного датчика к источнику возбуди;дения, на Фиг. 4 - временные диагрш, ,мы, поясняющие работу устройства 15(Ср- емкость пассивного датчика,СОА,акс емкость активного датчика)на Фиг.5 - конструкция блока детекти"рования для одиночного датчика, наФиг.б - временные диаграммы работы 2 Облока детектирования.Устройство для ввода ИИФормациисодержит демультиплексор 1, блок 2управления, блок 3 емкостных датчиков,аналоговый мультиплексор 4 и блок5 детектирования.Блок детектирования состоит изблока 6 нагрузочных элементов, интегрального компаратора 7, Фильтра 8нанряжения питания, (состоящего из делителя К 3 и К 4 и емкости С), а такжедвух нагрузочных элементов 9 и 30 обратной связи (К 3 ИК 2) и детектирующе .го элемента 13 (Сбх).Устройство работает следующим образом.35При подаче на вход емкостного датчика блока 3 напряжения возбужденияОз на входе блока 5 детектирования, Формируется напряжение Бех зависимость которого от Уз описывается Фор Омулойд Ь, "вю(ьиСЫьх еС +С,где С - емкость датчика,"С - входная емкость блока 5Ьхдетектирования,К " входное сопротивление бловхка 5 детектирования,с - время,Временные диаграммы, соответствующие этой Формуле., показанына Фиг.4,Из приведенной Формулы видно, чтоамплитуда сигнала оэх зависит толькоот величины С, и С, а. от величиныКьх зависит только длительность импульса. Это позволяет в целях увеличения помехоустойчивости устройствауменьшить Ке без потери динамического диапазона полезного сигнала. Минимальное значение Кзх ограничивается быстродействием блока 5 детектирования и крутизной Фронтов импульсоввозбуждения, подаваемых на вход емкостного датчика блока 3.Величина Сопределяется из Формулы с учетом емкости С реальногодатчика и необходимой для блока 5 детектирования величины динамическогодиапазона входного сигнала (отношения амплитуд Озх активного и пассивного емкостного датчика) .Описанный принцип положен в основуработы блока детектирования для одиночного емкостного датчика (Фиг.5),содержащего интегральный компаратор7 с глубокой положительной обратнойсвязью (Ки К 2), обеспечивающейтасой режим работы интегральногокомпаратора 7, при котором он имеетдва устойчивых состояния на выходеи не может самопроизвольно, в отсутствие входного сигнала, изменять текущее состояние. Блок 5 детектирова- .ния работает под управлением разнополярных импульсов тока как КЯ-триггер,что также снижает чувствительностьк помехам. Временная диаграмма работыблока детектирования для одиночногоемкостного датчика показана на Фиг,б.Для обеспечения правильного режима рабоче по постоянному току вточке соединения Кз и К 1 поддерживается тецал 0. По переменному току зта точка подключается к общему проводу через детектирующийэлемент 13 (С). Делитель напряженияна В 3 и К 4 задает постоянное соотношейие 0 .Я. , что обеспечиваетподдержание заданного режима работыпри изменении напряжения в широкихпределах,Описанная конструкция блока детектирования для одиночного емкостногодатчика восстанавливает не толькоамплитуду но и длительность входного сигнала, осуществляя при этом подавление помех в вьпсодных цепях емкостных датчиков. блока 3. Это позволяет получить высокую помехоустойчивостьКонструкция блока детектированиядля одиночного емкостного датчикаположена в основу блока 5 детектирования. Выходы блока 6 нагрузочных143957элементов соединены с входами аналогового мультиплексора 4 и выходамиблока 6. Причем каждый из нагрузочных элементов блока 6 выполняет рольКдля одного из столбцов блока 35емкостных датчиков. В остальном блок5 работает так же, как и блок детектирования для одиночного датчика.Влияние электрических параметров аналогового мультиплексора 4 на работублока 5 компенсируется небольшим из-,менением номиналов Кзи Се.Показанное на Фиг,2 включение блока 6 нагрузочных элементов позволяет,15поддерживать одинаковые потенциалына всех входах аналогового мультиплексора 4, устраняя затягивание переходных процессов при переключениивходов. 20В процессе работы устройства подуправлением блока 2 осуществляетсясканирование блока 3 емкостных датчиков. При этом демультинлексор 1осуществляет распределение импульсов 25возбуждения по строкам блока Э, аналоговый мультиплексор 4 поочередноподключает к входу блока 5 детектирования столбцы блока Э,В такте опроса емкостного датчикаблока Э, емкость которого увеличивается от внешнего воздействия, на выходе блока 5 детектирования появляется импульс, равный по амплитуде идлительности импульсу возбуждения,приложенного к входу емкостного дат 35чика блока 3.Сигнал на выходе блока 5 детекти"рования служит Флагом для определениякоординат сработавшего емкостногодатчика.%Возможность в широких пределахизменять чувствительность блока 5 де,тектирования позволяет устройствунадежно работать с аобыми конструк" О4циямн емкостных датчиков и не иметь жестких ограничений на топологию разводки и технологию их изготовления,Формула изобретения Устройство для ввода информации, содержащее блок управления, демультиплексор, блок детектирования, блок емкостных датчиков и аналоговый мультиплексор, выходы блока управления соединены с адресными входами аналогового мультиплексора и входами демультиплексора, выходы которого соединены с входами блока емкостных датчиков, выходы которого соединены с информационными входами аналогового мультиплексора, о т л и ч а ю щ ее с я тем, что, с целью повышения надежности устройства, блок детектирования содержит интегральный компаратор, два нагрузочных элемента обратной связи, фильтр напряжения питания, детектирующий элемент и блок нагрузочных элементов, выходы которого соединены с информационными входами аналогового мультиплексора, выход интегрального компаратора является выходом устройства, первый вход интегрального компаратора соединен с выходом аналогового мультиплексора, выход Фильтра напряжения питания соединен с входом блока на" грузочных элементов и через детектирующий элемент " с первым входом интегрального компаратора, первый на- . грузочный элемент обратной связи включен между выходом Фильтра напряжения питания и вторым входом интегрального компаратора, второй нагруэочный элемент обратной связи включен между выходом и вторым входоминтегрального компаратора.оизв.-полигр. пр-тие, г. Уж НИИПИ Заказ 6077/47 Тираа 704