FI82870C - Elektronisk kontakt. - Google Patents

Description

! 82870

Elektroninen kytkin

Kevyeeseen kosketukseen reagoivat kytkimet ovat tulleet laajasti käyttöön signaalijärjestelmissä sekä elektronisissa laitteissa. Useimmat näistä toimivat suoraan painamalla kosketus-jousta tai joustavaa erityslevyä, joka peittää koskettimen ja joka voi olla varustettuna tekstillä, mutta on myöskin tunnettua käyttää elektronisia virtapiirejä, joihin vaikutetaan kapasitanssin muutoksella tai valon heijastumisen muutoksella, “kosketin" voi myöskin olla metallilevy, jonka jännite muuttuu kun siihen kosketaan, mikä vuorostaan johtaa transistorin elektrodin etujännitteen muutokseen, kuten esimerkiksi selostetaan US-patentissa n:o 3 766 404. Tällaisten kytkimien eräs sovellutuskenttä ovat opetuslaitteet sekä signaali- ja kutsu-järjestelmät sellaisille vammaisille, jotka kykenevät liikuttamaan vain joitakin kehon osia, kuten peukaloa tai päätä.

Mikään edellä mainituista nk. "koskettimista" ei toimi tyydyttävästi tähän tarkoitukseen. Sekä kestävyys että yksinkertainen käsiteltävyys ajatellen niin hoitajia kuin potilastakin ovat välttämättömiä eivätkä "koskettimeen" saa vaikuttaa tilapäiset kosteuden, värähtelyjen, ympäristöön nähden lasketun kapasitanssin jne. muutokset. DE-patentissa n:o 3 029 717 on selostettu kosketuskytkintä, jossa on oskillaattori, joka taajuutta ohjaavaan L-C-piiriin kytkettyä elektrodia kosketeltaessa muuttaa värähtelyjen amplitudia. Värähtelyt tasasuunnataan sekä käytetään kondensaattorin vaaraamiseen, jonka jännitettä sitten käytetään estojännitteenä transistorille, jonka virtapiirissä on rele. Jos värähtelyjen amplitudi pienenee tai värähtelyt kokonaan loppuvat, putoaa kondensaattorin yli vaikuttava jännite transistorin estotason alapuolelle, jolloin transistori alkaa johtaa ja rele aktivoituu. Luonnollisesti tällainen kos-ketuskytkin toimii suhteellisen riippumattomana kosketuselemen-. - tin isosta tai pienestä koosta, eivätkä myöskään vuorovaikutus- kentät, joita synnyttävät sähkökytkennät, voi häiritä sen toimintaa ellei vuorovaikutuskentällä satu olemaan sama taajuus 2 82870 kuin värähtelyillä. Joe tällaisen koeketuetyyppieen kytkimen tulee olla herkkä, on oekillaattoripiirin vaimennusta säädettävä sopivasti, ja tällöin vaara siitä, että oskillaattori itsestään pysähtyy, tulee suhteellisen suureksi.

Esillä olevan keksinnön mukainen elektroninen kytkin on patenttivaatimuksen 1 johdannon mukaisesti edellä mainitussa DE-patentissa selostettua tyyppiä, jossa elektronisen piirin tu-loelektrodin koskettaminen muuttaa piirin tilaa niin, että rele aktivoituu tai signaali synnytetään. Keksinnölle on tunnusomaista patenttivaatimuksen 1 tunnusmerkkiosan mukaisesti, että elektroninen piiri käsittää tulosuodattimella varustetun vahvistinpiirin, joka kehittää kohinaa, ja jonka lähtö on liitetty antenniin syntyneiden värähtelyiden säteilemiseksi.

Vastakohtana tunnetuille elektronisille kosketuskytkimille, jotka lepotilassa värähtelevät sisäänrakennetun värähtely-piirin aiheuttamalla taajuudella, esillä olevan keksinnön mukaisella elektronisella kytkimellä ei ole mitään tarkasti määriteltyä lähtöjännitettä lepotilassa. Itsevärähtelevän vahvistimen hyvin suuresta vahvistuskertoimesta huolimatta kytkin ei reagoi sähkö- tai elektronisista laitteista aiheutuviin häiriökenttiin. Kun kuitenkin kosketellaan tuloelektrodia ihmiskehon osalla, syntyy värähtelytilanne MHz-alueella, joka värähtely voidaan ilmaista ja joka aktivoi releen tai synnyttää signaalin.

Elektronisen kytkimen toimintaa selostetaan seuraavassa yksityiskohtaisemmin viitaten oheiseen piirustukseen, jossa kuvio 1 esittää kaaviomaieesti keksinnön mukaista järjestelyä. Kuvio 2 esittää yksityiskohtaisemmin keksinnön suoritusmuotoa.

Kuviossa 1 viitenumero 1 tarkoittaa kohinaista vahvistinpii-riä ja 2 tarkoittaa vahvistinta, joka vahvistaa generaattorin lähtöjännitettä ennen sen syöttämistä antenniin 3 sekä ulos- 3 82870 tuloaeteeeeen 4, joka muuttaa generaattorin lähtöjännitteen muutoksen virraksi, joka on riittävän suuri aktivoimaan releen tai signaali lampun. Kosketuselektrodi 5, joka normaalisti on metallilevy, joka on riittävän suuri, jotta vammainen henkilö voisi vaikeuksitta koskettaa sitä, on johtavasti liitetty vahvistimen 1 tuloon, joka vahvistin on edelleen ohitettu suodattimena 6. Kuten jäljempänä selostetaan, voidaan tällainen suodatin toteuttaa hyvin yksinkertaisella tavalla. Suodatin 6 on tarpeellinen sen vuoksi, että kosketin" reagoi siihen vain kun sitä kosketellaan sormella tai jollakin muulla kehon osalla.

Kun elektrodiin 5 ei kosketa, on antenniin menevä jännite määräämätön kohinajännite. Tämä tila ei muutu vaikka sijoitetaan voimakkaita vuorovaikutuslähteitä, esim. vahvavirtajohtoja tai televisiovaetaanotin lähelle elektrodia 5. Kun elektrodiin 5 kosketaan suoraan ihmisen kehon osalla, tapahtuu selvä muutos generaattorin toiminnassa. Silloin antennin epäsäännöllisen kohinajännitteen päälle kerrostuu voimakas sykkivä jännite MHz-alueella.

Koska tämä ilmiö ei esiinny, ellei antenni ole säteilykytket-ty elektrodiin 5, voi saavutettu vaikutus aiheutua vain siitä, että kehon koskettava osa sisältyy generaattorin tulon ja lähdön väliseen takaisinkytkentäpiiriin sekä tämän johdosta moduloi generaattoria.

Kuviossa 2 esitetään yksityiskohtainen kytkentäkaavio esillä olevan keksinnön mukaiselle elektroniselle kytkimelle. Vahvistin 1 käsittää kaksi vahvistinpiiriä, nimittäin yhden muunnetun Darlington-kytkennän 7, jossa on suoraan yhteenlii-tetyt kollektorit, mikä johtaa siihen, että kollektorien yli oleva jännite on vakio, sekä kaksi suoraan DC-kytkettyä transistoria 22. Kuvion 1 suodatin 6 käsittää tässä suuren elektrolyyttisen kondensaattorin earjakytkettynä potentiometrin kanssa. Tämän earjakytkennän rinnalla on iso vastus 8. "Kos- « 82870 kettimen" herkkyyttä voidaan säätää potentiometrillä. Vastuksen 9 tarkoituksena on aikaansaada riittävä positiivinen etu-jännite Dar1ington-kytkennän tuloelektrodille, jotta negatiivisia pulsseja voitaisiin siirtää.

R-C-suodatin 10 on liitetty ensimmäisen transistorin 22 emit-terin ja nollajohtimen väliin.

Suora kytkentä ensimmäisen transistorin kollektorin ja toisen transistorin kannan välillä transistoriparissa 22 antaa niin voimakkaan vahvistuksen, että vahvistimesta tulee kohinainen. Transistoriparin 22 signaalit johdetaan kondensaattorin 13 kautta lähtövahvistimeen 2 (sama kuin 2 kuviossa 1), joka muodostuu yksittäisestä transistorista 11, jonka emitteri on liitetty suoraan no1lajohtimeen, kannan ollessa suhteellisen pienen kondensaattorin 12 kautta liitettynä nollaan. Tämä aiheuttaa sen, että transistorin 11 kautta alle 50 MHz:n taajuudella kulkeva virta varaa kytkentäkondensaattorin negatiivisesti nollajohtimeen verrattuna, mikä vuorostaan nostaa kollektorin positiiviseksi, koska transistori 11 on kytketty ^-vahvistimeksi . Kuten voidaan nähdä, on antenni 3 suoraan kytketty transistorin 11 kollektoriin. Lähtöaste muodostuu dekooderista ja sovinnaisesta kiikkupiiristä, joka voidaan saada integroituna piirielementtinä. Dekooderi sisältää dio-diparin 14 ja transistorin 15. Ensimmäinen diodi antaa noin 1 voltin vertailujännitteen, joka on ylitettävä, jotta toinen diodi avautuisi läpipääsyä varten transistorille 15, joka vuorostaan aktivoi kiikkupiirin. Edellä selostettu vahvistimen 2 toiminta, että diodiparin positiivinen jännite ylittää kynnysarvon, mikäli signaali esiintyy, johtaa tuloksena siihen, että transistori 15 aktivoituu. Transistorin 15 kollek-toripiiriin on sisällytetty viiveketju, joka aikaansaa säädettävän viiveen kiikkupiirin aktivoinnissa, ja mainitun transistorin emitteripiiriin on kytketty pitopiiri 17, joka pitää kiikun asetetussa tilassa ajan, joka vastaa "koskettimen erityistä käyttämistä. Kuten on esitetty, voidaan kytkin i 5 82870 18 sisällyttää kiikkupiiriin. Kun mainittu kytkin on suljettuna, pysyy kiikkupiiri asetetussa tilassaan, kunnes kytkin taas avataan. "Kosketinta" voidaan tällöin käyttää hälytin-kytkimenä.

Edellä selostetulla suoritusmuodolla on se etu, että sitä voidaan helposti yhdistää sovinnaisempiin aktivointimenetel-miin. Esimerkiksi on mahdollsta aktivoida "kosketin" tavallisella "painonapilla". Tämä voidaan aikaansaada sijoittamalla kondensaattori 20 Darlington-kytkennän 17 tulon yli. Tämä kondensaattori on normaalisti varattuna, mutta se voidaan oi-kosulkea kytkimellä 21 sekä sillä tavalla purkaa. Kun kytkin taas avataan, negatiivinen pulssi tulee johdetuksi Darlington-kytkentään, joka tällöin aktivoituu lyhyeksi ajaksi, joka on kuitenkin riittävän pitkä kiikkupiirin asettamiseksi. Piirustuksessa on myöskin esitetty mikrofoni suoraan liitettynä transistoripariin 22. Tämä on käytännön seikka, eikä ole osa tätä keksintöä. Mikrofonin on oltava selektiivinen tietyille äänitaajuuksille, esimerkiksi vokaalin "a" dominantille.

Claims (4)

6 82870 Pat, enttivaat imuke et.

1. Elektroninen kytkin, johon kuuluva koeketuselektrodi on kytketty vahviatinpiiriin, jonka tila muuttuu elektrodia koskettaessa, jolloin tilan muutoksesta aiheutuu lähtoeignaa-li, esimerkiksi releen aktivoimiseksi, tunnettu siitä, että vahvist inpixri käsittää ainakin yhden vahvietinasteen < 1 > , joka on järjestetty tuottamaan valkoista kohinaa, että vah-vistinpiirin lähtöpuo 1 e 1.1 e (2) on kytketty antenni (3), joka säteilee vahvistinpiirin kohinapitoista lähtosignaa1ia, niin että vastaanotettaessa, säteilevää signaalia kosketuselektro-dilla <5) on vahvistinpiirin lähdön ja tulon vallin aikaansaatu takaieinkytkentät ie, ja että vahvistinpiιrin tulopuoli, johon kosketus e 1ektrodi (5) on liitetty, on suoda11ime 1 la (6) siten rinnankytketty, että vahvistinpiirin tila muuttuu kun henkilö, joka koskettaa koeketuselektrodia (5), tulee sisään takaisinkytkentatiel le.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen elektroninen kytkin, tunnettu siitä, että suodatin <6> muodostuu elektrolyytti- • sen kondensaattorin ja potentiometrin sarjakytkennästä ja että euodatin on kytketty rinnan vahvistinpiirin tuloon.

3. Patenttivaatimuksen 1 mukainen elektroninen kytkin, tunnettu siitä, että antennin (3) ja vahvistimen (1) lähtö-puolen väliin on kytketty toinen vahvistinaste (2), joka muodostuu tasavirt avahvistimeksi kytketystä transistorista (11), jonka tuloelektrodina toimiva kanta on pienen kondensaattorin kautta liitetty nollajohtimeen, kun taas sen emitteri on kytketty suoraan nollajohtimeen.

4. Patenttivaatimuksen 1 mukainen elektroninen kytkin, tunnettu siitä, että vahvistinpiirin tuloon on kytketty kondensaattori (20), joka on normaalisti varattuna ja joka voidaan ohittaa painonappikytkime 1lä (21), joka suljetussa tilassa purkaa kondensaattorin sekä aikaansaa positiivisen jännitteen tulopiirissä, mutta tämän jälkeen avautueesaan antaa tulopiiriin lyhytaikaisen pulssijonon kondensaattorin jälleen varautuessa. i 7 82870