DE2409255A1 - Tastaturschaltungsanordnung - Google Patents

Description

G- SW - 518

ALPS ELSCl¹HiO CO., Li¹P.

1-7 Yukigaya Otsuka-Cho, Ota-Ku, Tokyo, dapan 145

Tas taturs ch altungs anordnung

Die Erfindung betrifft eine Tastaturschaltungsanordnung zur Erzeugung von Codiersignalen in einem Tastaturgerät mit Tasten, die in Längs- und Querrichtung in einer Matrix angeordnet sind, und insbesondere auf eine Tastaturschaltungsanordnung mit Drähten, die in Matrixform angeordnet sind, d.h. mit einer Drahtmatrix und Tastenschaltern, die an jedem Kreuzungspunkt der Zeilen- und Spaltendrähte in der Drahtmatrix angeordnet sind.

Bei einem bekannten Beispiel einer Tastaturschaltungsanordnung, die in Fig. 1 der anliegenden Zeichnungen gezeigt ist, sind an jedem Kreuzungspunkt von Zeilen- und Spaltendrähten in einer Drahtmatrix Tastenschalter vorgesehen, von denen jeder aus zwei miteinander verbundenen Schaltern besteht; sie sind zwischen zwei sich kreuzenden Drähten in Reihe geschaltet und ihr Verbindungspunkt ist geerdet, und mit jedem Zeilen- und Spaltendraht sind Schaltkreise verbunden. Wenn ein Tastenschalter gedrückt wird, werden die zugehörigen Zeilen- und Spaltendrähte geerdet, um die Schaltkreise, die mit den beiden zugehörigen Drähten verbunden sind, zu steuern und dann einem

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Codierkreis Codiersignale zuzuführen. Es tritt jedoch der Nachteil auf, daß ein Tastenschalter, der in einer solchen Tastaturschaltungsanordnung verwendet wird, zwei Strompfade benötigt, d.h., er muß ein Doppelstrompfadschalter sein und es ist daher notwendig, beide Schalter auf den beiden Strompfaden gleichzeitig zu betätigen.

Bei einem weiteren Beispiel einer bekannten Tastaturschaltungsanordnung, das in Fig. 2 gezeigt ist, sind die Kombination von zwei Dioden und einem Schalter an jedem Kreuzungspunkt von Zeilen- und Spaltendrähten in einer Drahmatrix und Pufferkreise bzw. Inverterkreise, die mit jedem Zeilen- und Spaltendraht verbunden sind, vorgesehen. In jeder Kombination ist der eine Anschluß des Schalters geerdet und der andere Anschluß ist mit dem Verbindungspunkt zwischen den Kathoden der beiden Dioden verbunden, deren Anodennifcden zugehörigen sich kreuzenden Zeilen- und Spaltendrähten verbunden sind. Wenn ein Tastenschalter gedrückt wird, werden die zugehörigen Zeilen- und Spaltendrähte über die zugehörigen Dioden geerdet, so daß die Puffer- bzw. Inverterkreise gesteuert werden, die mit den beiden Drähten verbunden sind, und dann einem Codierkreis Codiersignale zuführen. Hierbei tritt jedoch der Nachteil auf, daß doppelt soviele Dioden wie Tasten benötigt werden, und daß, wenn die Schaltungsanordnung durch Verwendung von TTL-Kreisen aufgebaut wird, die sich auf den niedrigen logischen Pegel beziehende Spannunguni die Durchlaßspannung einer Diode erhöht wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die oben beschriebenen Nachteile der bekannten Tastaturschaltungsanordnungen zu beseitigen und eine Tastaturschaltungsanordnung zu schaffen, die einen einfachen Aufbau hat und bei der ohne Verwendung von Dioden einer Taste nur ein Schalter zugeordnet ist.

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Gelöst wird diese Aufgabe bei einer Tastaturschaltungsanordnung zur Erzeugung eines Codiersignals, bestehend aus einer Drahtmatrix mit mehreren Zeilen- und Spaltendrähten, und Tastenschaltern an jedem Verbindungspunkt der Zeilen- und Spaltendrähte in der Drahtmatrix zur elektrischen Verbindung vpn jeweils zwei sich schneidenden Zeilen- und Spaltendrähten gemäß der Erfindung durch eine Gruppe erster Schaltkreise, die mit jedem Zeilendraht verbunden sind, von denen jeder derart ausgebildet ist, daß er entsprechend einem logischen Eingangssignal niedrigen Pegels betrieben wird, während ein Stromfluß zu seinem Eingangsanschluß entsprechend einem logischen Eingangssignal hohen Pegels ermöglicht wird, und eine Gruppe zweiter Schaltkreise, die mit jedem Spaltendraht verbunden sind, von denen jeder derart ausgebildet ist, daß er entsprechend einem logischen Eingangssignal niedrigen Pegels betrieben .wird, während ihm nur über einen der Tastenschalter Eingangsstrom zugeführt wird, wobei bei einem geschlossenen Tastenschalter von dem Eingangsanschluß des ersten Schaltkreises, der zu dem geschlossenen Tastenschalter gehört zu dem Eingangsanschluß des zweiten.Schaltkreises, der zu dem geschlossenen Tastenschalter gehört, Strom fließt, so daß der erste und zweite Schaltkreis ein logisches Eingangssignal niedrigen Pegels erhalten und CocJierausgangssignale erzeugen.

Die Zeilen- und Spaltendrähte sind demnach mit einer ersten und einer zweiten Gruppe von Schaltkreisen verbunden. Wenn ein Tastenschalter gedrückt wird, so daß die zugehörigen Zeilen- und Spaltendrähte mit dem Tastenschalter elektrisch verbunden werden, wird der Eingangsanschluß des zugehörigen ersten Schaltkreises mit dem Eingangsanschluß des zugehörigen zweiten Schaltkreises über den Tastenschalter verbunden und damit werden beide Schaltkreise betätigt, um Codierausgangssignale zu erzeugen.

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Jeder der ersten Schaltkreise kamalsedn erster Pufferkreis mit einem Eingangstransistor, der eine Vorspannung erhält, damit er normalerweise offen ist, und einem Ausgangstransistor, der normalerweise gesperrt ist, d.h. ein logisches Ausgangssignal hohen Pegels abgibt, aufgebaut sein. Jeder zweite Schaltkreis kmnalsein zweiter Pufferkreis, bestehend aus einem Transistor, der keine Eingangsvorspannung erhält und normalerweise gesperrt ist, d.h. ein logisches Ausgangssignal hohen Pegels abgibt, aufgebaut sein. Wenn ein Tastenschalter gedrückt wird, fließt durch den Tastenschalter und zugehörigen, sich kreuzenden Zeilen- und Spaltendrähte Strom, so daß die Eingangsvorspannung des zugehörigen ersten Pufferkreises verringert wird und zugleich der zugehörige zweite Pufferkreis eine Eingangsvorspannung erhält, so daß die Ausgangssignale der Pufferkreise in solche mit niedrigem Pegel umgewandelt werden, um logische Ausgangssignale mit niedrigem Pegel zu erzeugen .

Die Erfindung wird nachstehend anhand der Figuren 1 bis 4 beispielsweise erläutert. Es zeigen:

Figur 1 und 2 Schaltbilder bekannter Tastaturschaltungsanordnungen ,

Figur 3 ein allgemeines Schaltbild einer Ausführungsform der Tastaturschaltungsanordnung gemäß der Erfindung, und

Figur 4 ein detailliertes Schaltbild der in Fig. 3 gezeigten Ausführungsform.

Fig. 3 zeigt eine Tastaturschaltungsanordnung in einer Ausfuhrungsform der Erfindung mit mehreren Schaltern an jedem Kreuzungspunkt von Zeilendr-ähten h bis 7 und Spaltendrähten 8 bis 11 in einer Matrix 1, um die Verbindung

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zwischen zwei Zeilen- und Spaltendrähten, die zu irgendeinem der Kreuzungspunkte gehören zu ermöglichen. Eine erste Pufferkreisgruppe 2 als Gruppe erster Schaltkreise ist mit den Zeilendrähten 4 bis 7 und eine zweite Pufferkreisgruppe als Gruppe zweiter Schaltkreise ist mit den Drähten 8 bis 11 verbunden. Die Ausgänge der ersten und zweiten Pufferkreisgruppen 2 und 3 geben ein gewünschtes Codiersignal ab.

Fig. 4 zeigt ein detailliertes Schaltbild der Ausführungsform der Fig. 3. Mit einem Tastenschalter 12, einem Zeilendraht 13, einem Spaltendraht 14 und Beispielen erster und zweiter Pufferkreise I und II, die mit dem Zeilendraht 13 und dem' Spaltendraht 14 verbunden sind. Es wird zunächst der Fall beschrieben, wenn die Taste 12 offen ist, d.h. der Zeilendraht 13 den niedrigen lcgisdißn Pegel darstellt. Hierbei fließt von der Quelle Vcc zu der Basis eines Transistors Q„ über einen Widerstand R., die Basis-Emitterstrecke eines Transistors Q₁ und eine Diode D in dem Pufferkreis I Strom und zugleich fließt von der Quelle Vcc zu der Basis des Transistors Q₂ über einen Widerstand R„ und die Kollektor-Emitter-Strecke des Transistors Q

Strom. Der Transistors Q„ ist daher offen, so daß die Basisspannung des Transistors Q₃ derart verringert wird, daß er gesperrt ist. Dies führt dazu, daß der Ausgang des Pufferkreises I auf dem hohen logischen Pegel ist.

Dagegen erhält im zweiten Pufferkreis II die Basis eines Transistors Q. keinen Strom, daß Spaltendraht 14 offen ist," so daß der Transistors Q₄ gesperrt ist. Dies führt dazu, daß der Ausgang 16 des Pufferkreises II auf dem hohen logischen Pegel ist. Somit sind beide Ausgänge 15 und 16 der Pufferkreise I und II auf dem hohen logischen Pegel, wenn die Taste 12 offen ist.

Wenn die Taste 12 geschlossen wird, werden der Zeilendräht 13 und der Spaltendraht 14 direkt verbunden, so

daß von dem Eingang des Pufferkreises I zu dem Eingang des Pufferkreises II über den Zeilendraht 13, die Taste 12 und den Spaltendraht 14 Strom fließt.

• Damit von dem ersten Pufferkreis I zu dem zweiten Pufferkreis II Strom fließen kann, ist es notwendig, die folgende Bedingung zu erfüllen:

^VBE1 ^{+ V}F1 ^{+ V}BE2 > ^VBE4 ™

Hierbei ist V , die Basis-Emitter-Spannung des Transistors Q₁ , V_- die Durchlaßspannung der Diode D-, V___o die Basis-Emitterspannung des Transistors Q-, V I₁. die Basis-Emitter-Spannung des Transistors Q..

Wenn alle Transistoren Siliziumtransistoren sind und die Diode eine Siliziumdiode ist, ergibt sich die Spannungsbeziehung durch:

^VBE1 ^{= V}F1 ^{β V}BE2 ' ^VBE4

Durch Substitution der Spannungsbeziehung (2) in der Gleichung (1) erhält man:

^3VBE4 /> ^BBE4

die offensichtlich gültig ist. Dies bedeutet, daß die Basisspannung des Transistors Q. V 4 wird und der Basisstrom nur fließen kann, wenn die Eingangsspannung größer als 3V . ist. Daher erfolgt der Stromfluß vom Widerstand R im ersten Pufferkreis I zu dem zweiten Pufferkreis II über den Zeilendraht 13,die Taste 12 und den Spaltendraht 14, ohne daß irgendein Strom zur Basis des Transistors Q fließt, so daß die Transistoren Q. und Q₂ gesperrt sind und dann Strom von der Quelle Vcc zu der Basis des Transistors Q., über den Widerstand R-. fließt und den Transistor Q₃ öffnet.

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Zugleich fließt Strom von der Quelle Vcc zu der Basis des Transistors Q₄ über den Widerstand R , den Zeilendraht 13 und den Spaltendraht 14, so daß der Transistor Q. geöffnet wird. Wenn die Taste 12 geschlossen wird, sind somit die Ausgänge der Pufferkreise I und II auf dem niedrigen Pegel.

Obwohl in der obigen Beschreibung ein Pufferkreis als Beispiel eines Schaltkreises verwendet wurde, ist es auch möglich, einen Inverterkreis zu verwenden, der derart ausgebildet ist, daß das Ausgangssignal eines Pufferkreises in seine entgegengesetzte Phase umgewandelt wird. Es ist auch möglich, einen elektrischen Kontakt für einen Tastenschalterkontakt und eine Drahtmatrix mit einer beliebigen Anzahl von Zeilen- und Spaltendrähten zu verwenden. Obwohl die Drähte der Matrix zweckmäßigerweise in Zeilendrähte und Spaltendrähte unterteilt sind, ist auch die umgekehrte Unterteilung möglich.

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Claims (3)

Ansprüche

1. Tastaturschaltungsanordnung zur Erzeugung eines Codiersignals, bestehend aus einer Drahtmatrix mit mehreren Zeilen- und Spaltendrähten, und Tastenschaltern an jedem Verbindungspunkt der Zeilen- und Spaltendrähte in der Drahtmatrix zur elektrischen Verbindung von jeweils zwei sich schneidenden Zeilen- und Spaltendrähten, gekennzeichnet durch eine Gruppe erster Schaltkreise, die mit jedem Zeilendraht verbunden sind, von denen jeder derart ausgebildet ist, daß er entsprechend einem logischen Eingangssignal niedrigen Pegels betrieben wird, während ein Stromfluß zu seinem Eingangsanschluß entsprechend einem logischen Eingangssignal hohen Pegels ermöglicht wird, und eine Gruppe zweiter Schaltkreise, die mit jedem Spaltendraht verbunden sind, von denen jeder derart ausgebildet ist, daß er entsprechend einem logischen Eingangssignal niedrigen Pegels betrieben wird, während ihm nur über einen der Tastenschalter Eingangsstrom zugeführt wird, wobei bei einem geschlossenen Tastenschalter von dem Eingangsanschluß des ersten Schaltkreises, der zu dem geschlossenen Tastenschalter gehört zu dem Eingangsanschluß des zweiten Schaltkreises, der zu dem geschlossenen Tastenschalter gehört, Strom fließt, so daß der erste und zweite Schaltkreis ein logisches Eingangssignal niedrigen Pegels erhalten und Codierausgangssignale erzeugen.

2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jeder erste Schaltkreis als Pufferkreis (I) mit einem Eingangstransistor (Q₁), der eine Vorspannung erhält, damit er normalerweise offen ist, und mit einem Ausgangstransistor, der normalerweise gesperrt ist, ausgebildet ist.

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3. S ch al tungs anor driving nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß jeder zweite Schaltkreis (II) als Pufferkreis mit einem Transistor (Q.), der keine Vorspannung erhält und normalerweise gesperrt ist, ausgebildet ist.

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