Коммутационная панель для устройства ввода информации

Номер патента: 1667042

Автор: Киселев

Есть еще 1 страница.

Смотреть все страницы или скачать ZIP архив

Текст

(5)5 ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ АВТОРСКОМ ИДЕТЕЛЬ ТВУ 4 СР Дь ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯПРИ ГКНТ СССР(71) Московский институт электромеханикии автоматики(54) КОММУТАЦИОННАЯ ПАНЕЛЬ ДЛЯ УСТРОЙСТВА ВВОДА ИНФОРМАЦИИ(57) Изобретение относится к области автоматики и вычислительной техники и можетбыть использовано для считывания и вводав Э ВМ символьной информации, Целью изобретения является повышение чувствительности коммутационной панели для Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано для считывания и ввода в ЭВМ символьной информации.Цель изобретения - повышение чувствительности коммутационной панели.На фиг, 1-4 изображены соответственно первый, второй, третий и четвертый слои многослойной печатной платы (МПП), содержащие спиральные индуктивные элементы; на фиг. 5 и 6 - соответственно дополнительные слои МПП с емкостными элементами, выполненными в виде групп пар линейных шин; на фиг. 7 - матрица коммутационных элементов с изображением символов, вводимых с помощью предлаустройства ввода информации. Указанная цель достигается тем, что коммутационная панель выполнена в виде многослойной печатной платы, на слоях которой расположены плоские спиральные индуктивные элементы, размещенные по столбцам и строкам матрицы, в центре каждого индуктивного элемента расположена контактная площадка, соединенная с внутренним витком спирального индуктивного элемента, коммутационная панель содержит два дополнительных слояс емкостными элементами, на каждом дополнительном слое емкостные элементы выполнены в виде групп пар линейных шин, в первом дополни-. тельном слое группа линейных шин ориентирована по столбцам матрицы, во втором З дополнительном слое группа пар линейных . шин ориентирована по строкам матрицы.9 ил. гаемой коммутационной панели; на фиг. 8 - сечение МПП с указанием слоев и металлизированных отверстий, обеспечивающих соединение спиральных индуктивных элементов, расположенных в различных слоях МПП, через соответствующие контактные площадки; на фиг. 9- блок-схема устройства для ввода информации, в котором используется предлагаемая коммутационная панель,Коммутационная панель выполнена в виде многослойной печатной платы (МПП), слои 1, 2, 3, 41, 42, 4 з которой представлены на фиг. 1-6. На слоях 1 - 41 МПП выполнены индуктивные элементы 5, которые располагаются по столбцам и строкам матрицы и являются ее коммутационными элемента 1667042ми. По сторонам расположены периферийные контактные площадки 6 - 9, которые являются соответственно первой, второй,третьей и четвертой группами выводов коммутационной панели. В центое спиральныхиндуктивных элементов 5 расположеныцентральные контактные площадки (КП) 10,На слое 42 МПП расположены емкостныеэлементы, выполненные в виде группы парлинейных шин 11, ориентированных постолбцам матрицы, На слое 4 з МПП распо ложены емкостные элементы, выполненныев виде группы пар линейных шин 12, ориен тированных по строкам матрицы, При этомрасстояние между шинами в каждой из парменьше расстояния между шинами соседних пар линейных шин, нечетные шиныгруппы пар линейных шин 11 пятого слояМПП соединены с первой группой выводов6 коммутационной панели, вторая группа, выводов 7 которой подключена к четнымшинам группы пар линейных шин 11, Нечет ные шины группы пар линейных шин 12шестого слоя МГ 1 П соединены с третьейгруппой выводов 8 коммутационной панели,четвертая группа выводов 9 которой подключена к четным шинам группы пар линейных шин 12, Символы и знаки нанесены наноситель 13 информации (фиг. 7), представляющие собой тонкую пластинку из диэлектрического материала, либо лист бумаги.Слои 1 и 2,слоиЗи 41 ислои 42 и 43МПП выполнены на двустороннем фольгированном диэлектрике. Между вторым итретьим слоями и между четвертым и пятымслоями МПП расположены диэлектрические. прокладки 14, В контактных площадках сло ,ев 1 и 2 выполнены металлизированные отверстия 15, обеспечивающие электрическоесоединение внутренних витков спиральныхиндуктивных элементов этих слоев, В контактных площадках слоев 3 41, 42 и 43 выполнены металлизированные отверстия 16,обеспечивающие электрическое соединение внутренних витков спиральных индуктивных элементов третьего и четвертогослоев МПП. Металлизированные отверстия16 расположены между шинами 11 и 12 емкостных элементов пятого и шестого слоев МПП, В периферийных контактныхплощадках 6-9 всех слоев МПП выполнены металлизированные отверстия 17,обеспечивающие соединение индуктивных и емкостных элементов с первой, второй, третьей и четвертой группами выводовкоммутационной панели 18, образованнойсоединением в единую конструкцию слоев1 - 6, прокладок 14 и носителя 13 информации, сечение которой представлено на,фиг. 8, дуктивные элементы слоев 1-41, образованные последовательным соединением спиральных индуктивных элементов в столбцах или строках матрицы, и емкостные эле менты слоев 42 и 4 з МПП, образующиеколебательные контура.блоки 24 и 25 пороговых элементовпредназначены для сравнения уровней сигналов на выходах усилителей блоков 19 и 20 с заданным пороговым уровнем. Пороговые 2025 30 35 4050 Устройство для ввода информации (фиг.9), в котором используется предлагаемая коммутационная панель 18 с группами выводов 6-9, содержит первый блок 19 усилителей, второй блок 20 усилителей, ключи 21 и 22, генератор 23 импульсов, первый блок 24 пороговых элементов, второй блок 25 пороговых элементов, генератор 26 высокочастотных колебаний, клемму 17 источникапитания, выходы 28 и 29 блоков 24 и 25пороговых элементов, выходы 30 и 31 сигналов признаков абсциссы и ординаты.Выходы 28 и 29 блоков 24 и 25 подключены к информационным входам коммутатора 32, управляющий вход которогосоединен с одним из выходов генератора 23 импульсов, а выходы подключены к информационным входам дешифратора 33, выходы которого являются информационнымивыходами устройстваВыводы 7 второй группы, соединенные между собой, подключены к выходу ключа 22, выводы 8 третьей группы, соединенные между собой, подключены к выходу ключа 21. Аналоговые входы ключей 21 и 22 соединены с клеммой 27 источника питания, представляющий собой источник постоянного напряжения. Генератор 23 импульсов представляет собой парафазный генератор прямоугольных импульсов, импульсы на выходе которого равны по длительности и противоположны по фазе (сдвинуты на 180 О). В качестве генератора 23 может быть использован симметричный мультивибратор с формирующими каскадами на выходах. Прямой и инверсный выходы генератора 23 подключены к управляющим входам ключей 21 и 22. Выходы 19 первого блока усилителей подключены к контактным площадкам первой группы выводов 6, а выходы 20 второго блока усилителей соединены с контактными площадками четвертой группы выводов 9. Управляющие входы блоков 19 и 20 усилителей подключены к выходу генератора 26 высокочастотных колебаний, который представляет собой генератор синусоидальных колебаний фиксированной частоты. Усилители блоков 19 и 20 могут быть выполнены, например, по схеме с общим эмиттером, нагрузкой которых являются инКоммутатор 32 предназначен для ком-.20 30 35 40 45 50 55 элементы этих блоков построены таким образом, что. в обычном состоянии, когда на емкостные и спиральные индуктивные элементы коммутационной панели 18 не оказывается никаких внешних возмущающих воздействий, на выходах усилителей блоков 19 и 20 устанавливаются некоторые стандартные уровни сигналов, не вызывающие срабатывания пороговых элементов блоков 24 и 25, При воздействии внешних возмущений на коммутационные элементы панели 18, уровни сигналов на выходах усилителей блоков 19 и 20 в определенных строках и столбцах матрицы должны измениться по отношению к стандартному уровню, что приведет к срабатьванию определенных пороговых элементов блоков 24 и 25, которые сформируют нэ своих выходах сигнал логической единицы. мутации выходов 28 и 29 и передачи их на информационные входы дешифраторэ 33, предназначенного для формирования двоичного кода Хс(Ус) символа, соответствующего определенному элементу матрицы; На выходах 30 и 31 устройства формируются сигналы признаков ординаты и абсциссы (в виде уровней логической единицы), сопровождающие код Хс(Ус) символа на выходах 33.В качестве элемента считывания информации может быть использован карандаш, имеющий наконечник из магнитного материала, либо палец оператора, помещаемый в позицию соответствующего символа (фиг. 7), Частота сигналов генератора 26 колебаний устанавливается равной 10, которая является резонансной частотой колебательного контура, образованного индуктивностьюэлементов 5 строки (столбца) и результирующей емкостью С элементов 11(выполненных в виде шин)строки столбца. В исходном состоянии уровни сигналов с усилителей блоков 19 и 20 будут определяться только активной составляющей суммарного омического сопротивления спиральных элементов 5 столбцов (строк) матрицы, поскольку при резонансе реактивная составляющая колебательного ЕС контура будет равна нулю.Устройство и входящая в его состав коммутационная панель работают следующимобразом,Генератор 23 импульсов, формируя насвоих выходах прямоугольные импульсы,сдвинутые по фазе на 180, попеременновключает и выключает ключи 21 и 22, которые подключат вторую и третью группы выводов 7 и 8 к клемме 27 источника питания.Тем самым попеременно запитывэются кол 5 10 15 лекторы транзисторных усилителей блоков 19 и 20 через соответствующие результирующие индуктивности столбцов и строк матрицы. Одновременно с этим на базы транзисторных усилителей блоков 19 и 20 поступает сигнал непрерывных синусоидальных колебаний от высокочастотного генератора 26, В момент запитки одного из блоков усилителей 19 (20) на их выходах формируется сигнал той же частоты, уровень которого определяется величиной нагрузки (результирующей активной и реактивной составляющих колебательного контура 1.С).Сигналы с выходов усилителей блоков 19 и 20 при отсутствии возмущающего внешнего воздействия на элементы коммутационной панели 18 имеют один и тот же стандартный уровень Ост и поступают на входы блоков 24.и 25 пороговых элементов, Пороговые элементы настроены таким образом, что при наличии на их входах сигнала с уровнем Ост, на их выходах формируется сигнал логического нуля, Таким образом, в исходном состоянии на выходах 28 и 29 блоков 24 и 25 устанавливается нулевой код. Считывание символов может осуществляться, например, карандашом с наконечником из магнитомягкого материала или пальцем. Оператор помещает указанный карандаш в нужную позицию (туда, где расположен соответствующий символ (фиг, 7). При этом индуктивность спиральных элементов 5, расположенных под позицией этого символа возрастает, а следовательно, возрастает индуктивность для данных строк и столба матрицы, что приведет к возрастанию реактивного сопротивления в коллекторной цепи соответствующих усилителей блоков 19 и 20 и изменению уровня сигнала на выходах этих усилителей по отношению к уровню Ост. Соответствующие пороговые элементы блоков 24 и 25 сформируют на своих выходах сигнал логической единицы, т.е, на выходах 29 будет сформирован позиционный код Уполза на выходах 28 - позиционный код Хпоз данного символа. Поскольку запитка коллекторных цепей усилителей блоков 19 и 20 осуществляется попеременно, то и кОды Упоз и Хпоэ нд Выходах 28 и 29 появляются попеременно. Сигналы Упз и Хл 0 з поступают на информационные входы коммутатора 32, который попеременно передает их на свой выход с помощью управляющегоо сигнала, поступающего с одного из выходов генератора 23 импульсов. При наличии на этом выходе сигнала логического нуля передается код Хп 03, при наличии сигнала логической единицы - код Увоз. Указанные коды преобразуются дешифратором25 30 35 40 45 50 33 в код меньшей разрядности и поступаютна выход 34 устройства, Одновременно сэтим по выходам 30 и 31 передаются сигналы признаков абсциссы и ординаты данноосимвола, что дает возможность однозначноопределить код вводимого символа.При считывании символов с помощьюпальца панель работает как с 8 нсорное устройство ввода. В этом случае палец опера тора, воздействуя на емкостные элементы11 слоев 42 и 4 з МПП, изменяет результиру ющую емкость соответствующего столбца истроки матрицы. В результ 1 т 8 р 8 зко изменяется реактивное сопротивление колебат 8 л ь н О Г О контура, с 1 р а 3 О В 1 н " О Г О, результирующими индуктивной и емкост ной составляющих, что приводит к скачкоОбразному перепаду уровня сигнала на, выходах соответствующих усилителей бло ков 1 э и 20. В дальнейшем работа устройства происходит аВлагино описанному, выше процессу.Е известной коммутационной панели иизвестной схеме устройствав которой использовались специа 1 ьные блоки емкост, ных элементоввлияние элементасчитывания (карандаша или пальца) на емкостную составляющуО колебател.ногоконтура проявля 8 тся в м 8 ньшей степени,т.к. блоки емкостных элемечтов находятсяВО Внешн 8 Й схеме устройства, а н 8 1 самойкоммутационной панели,Р предлагаемой коммутационной пакеЛи 8 МКОСТНЫО ЭЛВМВНТЫ ВХОДЯТ НВГО РЗДСТВенно В конструкцию самой панели, чтопозволяет с Одной стороны повь 1 сить еечувствительность тз( как;(арзктеристикз. 1 робразования системы элемен Г счи, ывания - коммутационная панель являегся бо, лсе к 1 эутой. а перепады сиГНВЛОВ на выходахусилителей блоков 19 и 20 Являютсл бол 88четко выраженными)а схема самого устройства ввода информа 1,И 1, 81 ановится проще и надежнее за счет исключения блоковемкостных элементов,Предлагаемая коммутационная панельобладает более высокими резонанснымисвойствами, за счет ТОГО, что 8 мкостные ииндуктивнь 1 е элементы конструктивно обьединены а одной коммутац 1 онной панели,что уменьшает числа внешних свя эей. Болеевысокие резонансные свойства увеличивают крутизну харакгеристики преобразова.ния системы элемент считываниякоммутационная панель, что обеспечивает, большую чувствительность Гр 8 длаГземойкоммутационной панели.Формула изобретениЯГоммутационная панель для устройстваВВода инфООмации, выполненная В Виде многослойной печатной платы, на слоях которой расположены плоские спиральные индуктивные элементы, размещенные по столбцам и строкам матрицы, в центре каждого индуктивного элемента расположена контактная площадка, соединенная с внутренним витком спирального индуктивного элемента, в первом слое. многослойной печатной платы в (аждом столбце матрицы внешние витки первых и последних спиральных индуктивных элементов являются соответственно первой и второй группами Выводов матрицы, внешний Виток каждого четного спирального индуктивного элемента с второго по (и - 2)-й элемент соединен с внешним витком смежного нечетного спирального индуктивного элемента с третьего по п - 1)-й элемент В стол оце, во втором слое мно.ослойной печатной платы в каждом столбце матрицы внешний Виток каждого нечетного спирального индуктивного элемента с первого по (и- )-й элемент в столбце соединен с внешним витком смежного четного спирального индуктивного элемента с второго по и-й элемент в столбце, в третьем слое многослойной печатной платы в каждой строке матрицы внешние витки первых и последних спиральнь 1 х индуктиВных элементов являются соответственно третьей и четв 8 ртой ГрупГ 1 ами выводов матрицы, Внешний виток каждоо четного спирального индуктивного элемента с второго по (и - 2)-й элемент в строке соединен с внешним Витком смежного нечетного спирального индуктивного элемента с третьего по п)-й элемент В строкев четвертом слое многослойной Ге этной платы В каждой Строке матрицы Внешний виток каждого нечетного пирального индуктивно о элемента с пер- ВО о ПО п-")-Й элемент в строке соединен с внешним Витком смежного четного элемента с Второго по и-Й элемент в строке, в контактных площадках многослойной печатной платы выполнены металлизированные отверстия, между вторым и третьим слоями расположена диэлектрическая прокладка, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью повышения чувствительности, коммутационная панель содержит два дополнительных слоя с емкостными элементами, на каждом дополнительном слое емкостные элементы выполнены в виде групп пар линейных шинв первом дополнительном слое группа пар линейных шин ориентирована по столбцам матрицы. Во втором дополнительном слое группа пар линейных шин Ориентирована по строкам матрицы, расстояние между шинами в каждой из пар меньше расстояния между шинами соседних пар линейных шин, четные шин ь группыпэр линейных шин первого дополнительного слоя соединены с первой группой выводов коммутационной. панели, вторая группа выводов которой подключена к нечетным шинам группы пэр линейных шин первого дополнительного слоя, нечетные шины группы пар линейных шин второго дополнительного слоя соединены с третьей группой выводов коммутационной панели, четвертая группа выводов которой подключена к 5 четным шинам группы пар линейных шинвторого дополнительного слоя,.Демчи нно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 изво Заказ 2523 Тираж 407 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СС 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5

Смотреть

Заявка

4732631, 25.08.1989

МОСКОВСКИЙ ИНСТИТУТ ЭЛЕКТРОМЕХАНИКИ И АВТОМАТИКИ

КИСЕЛЕВ ВЛАДИМИР МИХАЙЛОВИЧ

МПК / Метки

МПК: G06F 3/02

Метки: ввода, информации, коммутационная, панель, устройства

Опубликовано: 30.07.1991

Код ссылки

<a href="https://patents.su/9-1667042-kommutacionnaya-panel-dlya-ustrojjstva-vvoda-informacii.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентов СССР">Коммутационная панель для устройства ввода информации</a>

Похожие патенты