Сенсорное устройство
Патент 1531206
Авторы
Классы МПК
Сенсорное устройство
Иллюстрации
Реферат
Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в устройствах ввода и вывода информации. Целью изобретения является повышение надежности устройства путем повышения помехоустойчивости. Для этого в устройство введен конденсатор определенной емкости, включенный между сеткой тиратрона и фазной шиной источника переменного напряжения. Сенсорное устройство содержит тиратрон 1, два конденсатора 2 и 6, диод 3, нулевую шину 4, фазовую шину 5, резисторы 7 и 8 и сенсорную площадку 9. Повышение помехоустойчивости данного сенсорного устройства позволяет реализовать большие сенсорные поля ввода информации и клавиатурные панели с емкостными клавишами. 6 ил.
СОЮЗ СОВЕТСНИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК (51)4 H 03 К 17 945
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ
ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И OTKPblTHRM
ПРИ ГКНТ СССР! (21) 4328623/24-21 (22) 16. 11.87 (46) 23.12.89. Бюл. В 47 (71) Ленинградский электротехнический институт им. В.И.Ульянова (Ленина) (72) В.С.Коваленко и В.А.Степанов (53) 685.854.075 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР
У 1285588, кл. Н 03 К 17/945, 1985.
Авторское свидетельство СССР
PI 1262713, кл. Н 03 К 17/945, 1984. (54) CEHCOPHOE УСТРОЙСТВО (57) Изобретение относится к импульсной технике и может быть использова но в устройствах ввода и вывода инÄÄSUÄÄ 1531206 А1
2 формации. Целью изобретения является повышение надежности устройства путем повышения помехоустойчивости.
Для этого в устройство введен конденсатор определенной емкости, включенный между сеткой тиратрона и фаэной шиной источника переменного напряжения. Сенсорное устройство содер-жит тиратрон 1, два конденсатора 2 и 6, диод 3, нулевую шину 4, Фазовую шину 5, резисторы 7 и 8 и сенсорную площадку 9. Повьипение помехоустойчивости данного сенсорного устройства позволяет реализовать большие сенсорные поля ввода информации и клавиатурные панели с емкостными клавишами. 6 ип.
1531206
Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в устройствах ввода и вывода информации.
Целью изобретения является повы5 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.3 — зависимость допустимого анодного напряжения от величины паразиткой емкости сенсорного входа тиратрона; иа фиг.4зависимость 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 фаэную инну 5, второй конденсатор 6, первыr 7 и второй 8 резисторы, сенсорную площадку 9.
Сенсорное устройство работает следующим образом. 35
При негорящем тиратроне первый конденсатор 2 заряжен до напряжения, Г2 U, где U ф — фазное напряжение источника электропитания, а диод 3 закрыт, При прикосновении к сенсор- 40 ной площадке 9 человек вносит собственную емкость С» по отношению к земле. Так как анод тиратрона i непосредственно связан с фаэной шиной
5, образуется замкнутая цепь перемен- 45 ного тока: фаза — входная емкость тиратрона — емкость человека С нулевая (заэемленнная) шина. Haseденное на сетке тиратрока 1 переменное напряжение определяется выраже- 5р нием
Свн
U Ц сн ФС + С вн Вк эке где U — фазисе напряжение исгочниФ ка переменного напряжения 55 электропитания;
С вЂ” вносимая при прикосновении ви емкость (Св„=C );
С „,„„ — эквивалентная входная емкость тиратрона с учетом емкости связи (С вк а 6
С +С ; С вЂ” входная емкость тиратрона).
Если величина U „ достаточна для возникновения подготовительного рязряда в 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 полупериод — в промежутке анод — сетка.
Под действием этого тока происходит возникновение разряда в основном промежутке между анодом и катодом, причем чем больше эффективное значение сеточного тока, определяемое уровнем наведенного сеточного напряжения U ея 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 при отсутствии емкостной связи между фаэной шиной 5 и сеткой зависит от соотношения С,/С„. Величина входной емкости тиратронов С обычно порядка
1 пФ, поэтому в известном сенсорном устройстве увеличение С „ до нескольких пикофарад приводЪт к само= произвольному срабатыванию тиратрона 1 (при С„ С уровень помехи составляет половину уровня сигнала, а при C„)C т приблизится к уровню сигнала). На фиг.3 приведены экспериментальные зависимости допустимого анодного напряжения U„ от величины паразитной емкости сенсорного входа тиратрона 1 С„; эивисимость I - прибора СП-1, зависимость II — для ТХ5Б. В области, лежащей правее . кривых Uo f(C„), 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 между сенсорным входом тиратрона (сеткой) и фаэнви источника переменного напряжения за
5 153 счет конденсатора изменяет соотношение сигнал/помеха. При отсутствии касания переменное напряжение помехи составляет
Сп
U И спо Ф С+(С+С ) ° при прикосновении к сетке переменное напряжение сигнала составляет
С i+C
"с -- " 7c +с 7+/ñ c+c ).
Учитывая, что С > С „и полагая
С„ w С (высокий уровень помехи) имеем из вышеприведенных выражений относительное изменение уровня сигнала и уровня помехи от введения С
Сс, Сс и !+-; и а 1+--. сн Гп (; псм
z и
Отсюда видно, что введение С существенно ослабляет уровень помехи и мало — уровень сигнала. На фиг.4 приведены расчетные данные зависимости относительно уровня сеточUr« ной наводки †- от относительной
0ф величины емкости cBR9H C)/C . С увеличением С отношение сигнал/помеха прогрессивйо возрастает. Кривая I на фиг.5 иллюстрирует это для случая высокого значения паразиткой емкости С„0,2Ск. Наибольшее значение
С < ограничено допустимык ослаблением U, с„„„, наименьшее - эффективностью подавления помехи — снижения с пом
Для используеьаах на практике типов тиратфонов оптимальное значение емкости конденсатора С . 0,2С С С
<0 6?? . ???? ???????? ???? ?????????????? ?????????????????? ?????????????????????? u „ >
Экспериментальные зависимости допустимой паразитной емкости сенсорных входов тиратрона от величины С, полученные для приборов СП-1 (кривая I) и MTX-90 (кривая II), приведе10 ны 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 разрезная сенсорная площадка, второй контакт которой подключается к нулевой шине через конденсатор определенной величины
Выходной сигнал в предлагаемом устройстве снимается со второго резистора.
25 формула изобретения
Сенсорное устройство, содержащее тиратрон тлеющего разряда, анод которого соединен с фазной шиной источника переменного напряжения электропитания и через первьИ конденсатор с анадом выпрямительного диода, сетка тиратрона через первый резистор соединена с сенсорной площадкой, а
З5 катод тиратроиа оединен через второй резистор с анодом выпрямительного диода, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности за счет повышения помехоустойчивости устройства, в него введен второй конденсатор, первый вывод которого подключен к сетке тиратрона, второй вывод к фазной шине, причем емкость второго конденсатора должна лежать
<> s пределах 0,2С...0,6С, где С— эквивалентная электрическая емкость человеческого тела, а катод выпряиительного диода подключен к нулевой шине источника переменного напря50 жения.
1531206
Составитель Е.Бреславец
Редактор Г.Волкова Техред Л.Сердюкова Корректор О.Ципле
Заказ 7966/56 Тирам 884 Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5
Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Укгород, ул. Гагарина, 101
С, язв
Фме.Э.
Ot И С г
r N М С ayi
Osei