SU1337896A1 - Устройство ввода информации - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к вычислительной технике и может быть использовано в системах ручного ввода информации. Целью изобретени   вл етс  повышение надежности устройства. Устройство ввода информации содержит коммутационные элементы 4, селектор 8 импульсов по длительности , генератор импульсов 1, счетчик 2, дешифратор 3, блок 9 фиксации импульсов, дополнительный источник питани  7, нагрузочный элемент 6 и аналоговый сумматор 5. Введенные элементы и их св зи обеспечивают повышение помехоустойчивости устройства за счет заш,ить от по влени  дополнительных импульсов помех. 3 ил. (Л с т/ со со СХ) со 05 ф//. /

Description

Изобретение относитс  к вычислительмч- технике и мредназначено дл  ручного вводг; информации и средства вычислительной техники и св зи.

Цель изобретени  - повышение надеж ности устройства.На фиг. 1 приведена схема устройства; на фиг. 2 - схема блока фиксации; на фиг. 3 - временные диаг| )аммы.

Устройство (фиг. I) содержит reisepaTop 1 импульсов, счетчик 2, деишфратор 3, п ком- мутационных элементов 4, аналоговый сумматор 5, нагрузочный элемент б, донолни- тельный источник 7 питани , селектор 8 импульсов по длительности, блок 9 фиксации импульсов, выходной регистр 10, выходы которого  вл ютс  выходной ши- ной устройства.

Блок 9 фиксации импульсов (фиг. 2) содержит делитель 11 частоты на п, D-триг- гер 12, делитель 13 частоты на т. Устройство работает следующим образом. FefiepaTop формирует последовател1 - ность пр моуго;1ьных импульсов (фиг. 3, и), измен ющих на единицу в начале каждого тактового интервала Т содержимое счетчика 2. Выходные сигналы счетчика 2 поступают на входы деншфратора 3 с от- крытыми коллекторными выходами. Напр жение питани  на последние поступает от незаземленного полюса дополнительно1 0 источника 7 нитани  через соответствующие резисторы аналогового сумматора 5 и общий нагрузочный элемент 6. Формируюплис- с  на каждом тактовом интервале Т импульсы на выходах дещифратора 3 (фиг-. 3, U t-L 4) осуществл ют поочередное скани ;о- вание подключенных к последним коммутационных элементов.

С установлением переднего фронта оче- редного сканирующего импульса небо,льща  паразитпа  емкость, щунтируюп1а  соответ- ствую1ций выход дeнJифpaтopa 3, практически мгновенно разр жаетс  через малое сопротивление наход пл.егос  в насьпцепии транзистора соответствуюн1его выхода дешифратора 3. Во врем  действи  заднего фронта выходной транзистор закрываетс  ii начинаетс  значительно более медленный нроцесс зар да паразитной емкости через один из резисторов аналогового сумматора 5, значительно нревьпнаюнгий по величине резистор б. В результате возникающего заметного у;и-1инени  ;шдних фронтов, . е. перекрыти  во времени скаьшруюгцих импульсов (фиг. 3, U-2-b ,i), поступающих на входы аналогового сумматора 5. в выходном сигнале последнего при равенстве вход щих в него резисторов в начале каждого тактового интервала Т образуютс  однонол р- ные остроконечные импульсы с экспоненциальной формой заднего фронта (фиг. 3. U-,). Разброс величин паразитных емкостей вызывает разброс длительности TI последовательности таких импульсов, не превьипаю- щих по длительности норога срабатывани 

0

o 5

5 0

5 .. 50 5

селектора 8 импульсов по длительности Л/.

При ирикосновении оператора к одному з коммутационных элементов 4 (контактной площадке), в дальнейпгем условно именуемому «нажатым, емкость, щунтирующа  сс)ответствуюп.1ИЙ выход депшфратора 3, воз- шстает па ве-личину емкости тела оператора , в несколько раз превыщающую величину паразитной емкости. Это вызывает уд- ;ц1нение заднего фронта и.мпульса (фиг. 3, Ь з), сканируюгцего на определенном тактовом интервале «нажатый коммутационный э.темент 4, а следовательно, увеличение длительности импульса (фиг. 3, Uy), формирую- ндегос  на выходе аналогового сумматора 5 н последующем тактовом интервале. Длительность Т2 этого импульса превьппает норог срабатывани  Л/ селектора 8. На выходе последнего в пределах того же тактового интервала формируетс  выходной импульс с фиксированной длительностью (фиг. 3, Uf,.).

При продолжающемс  касании оператора коммутационног о э.чемента 4 и отсутствии номех на выходе селектора 8 образуетс  носледовательность нр моугольных импульсов (фиг. 3, ufi), синхронна  с нериодом сканировани  всех п коммутационных эле- мегггов и с циклическим по влепием на выходе счетчика 2 кода «нажатого ком.му- тационного элемента 4. Однако под воздействием помех в этой последовательпости возмож)10 как пропадапие. так и по вление дополнительных импульсов в тактовых интервалах с содержимым счетчика 2, не со- ()тветствуюн1им коду «нажатог о ко.ммута- ционного элемента 4.

Первый импульс казанной последовательности (фи1 3, L ,,) поступает в некотором /-М тактовом интервале на входы R делител  II частоты на п и делител  13 частоты на т, устанавлива  последние в исходное состо ние. Под действием тактовых импульсов , посту1и1юпшх на счетный вход делител  11 частоты на п, на выходе последнего с периодичностью сканировани  п коммутационных элементов 4 в i-- .п такто- ые интервал1з1 (/(1,2,3,...) фо)мируютс  отрицательные пр моугольные импульсы. Эти им 1у:1ьсы задерживаютс  в D-триггере 12 на одип тактовый иптервал Т и, поступа  на один из входов R делител  13 частоты на т фиг. 3, (У), блокируют установку последг:его в исходное состо ;чие син- (}}азными с ними импульсами сигна.ла (фиг. 3, UK) в /-f-/(n тактовые интервалы. Таким образом , последующие импульсы, поступающие в любые тактовые интервалы с выхода селектора 8 на счетный вход де,1и- тел  13 частот1з1 на т, вызывают переход нос.леднего в очередное состо ние и при поступлении т-г о импульса - формирование на его выходе сигнала (фиг. 3, (,/н), поступаюп;его на синхровход выходного регистра 10 и инициирующего перезапись в нос.тедпий с выхода счетчика 2 кода «нажатого коммутационного элемента 4 (фиг. 3, УЭ).

Пропадание под действием помех некоторых из выходных импульсов селектора 8 в тактовые интервалы приводит лишь к некоторой задержке срабатывани  устройства , но с по влением первого же импульса вне указанных тактовых интервалов (фиг. 3, t/6 - пунктир), т. е. при отсутствии блокировки установки в исходное состо ние делител  13 частоты на т, последний и делитель 11 частоты на п сбрасываютс  в исходное состо ние и процесс повтор етс  (фиг. 3, Us, Ug - пунктир). Это приводит к более значительной задержке срабатывани  устройства.

Таким образом, наличие в устройстве блока 9 фиксации импульсов, фиксирующего поступление т импульсов через интервалы времени, кратные периоду сигнала, обеспечивает низкую веро тность ложного срабатывани  устройства, т. е. высокую помехоустойчивость . Такое срабатывание возможно лишь при поступлении т дополнительных импульсов помех через интервалы времени, кратные п тактовым интервалам, и одновременном поступлении импульсов помех через п тактовых интервалов, противофазных импульса.м сигнала и привод щих к их подавлению . Выражение дл  веро тности PI такого событи 

/э, )-2.

р2.,

веро тность возникновени  дополнительного импульса или подавлени  импульса на выходе селектора 8 на одном тактово.м интервале Т.

Однако обусловленна  помехами задержка срабатывани  устройства на большое число циклов сканировани , особенно при большом числе п коммутационных элементов 4, может стать заметной дл  оператора. Это подтверждаетс  выражением дл  веро тности Рч срабатывани  устройства в присутствии помех и задержки срабатывани , равной нулю

р, (1-Р) ;

Отсюда следует, что устройство работоспособно лишь при достаточно малой величине Р. Выполнение этого услови  в устройстве объ сн етс  следующим образом . При использовании в основе принципа действи  устройства физического эффекта , заключающегос  в зар де емкости тела оператора, полезный сигнал образуетс  при прохождении тока зар да этой емкости через активное сопротивление в цепи зар да. Известно , что полна  энерги  сигнала не зависит от величины этого сопротивлени  и равна энергии зар женной е.мкости. Таким образом, энерги  сигнала пропорциональна

0

5

0

5

0

5

0

5

0

5

квадрату амплитуды импульсов, сканирующих коммутационные элементы 4.

Введение в устройство аналогового сумматора 5, резистора 6 и допо,тнительного источника питани  обеспечивает сканирование коммутационных элементов 4 импульсами с амплитудой, примерно равной напр жению и дополнительного источника питани , большей перепада уровней логических сигналов известных серий микросхем и ограниченной сверху лищь требовани ми техники безопасности. Это приводит к существенному увеличению энергии сигнала, а следовательно , уменьщению величины Р. Например, при выборе В достигаетс  увеличение энергии сигнала примерно в 10 000 раз по сравнению со случаем сканировани  импульсами ТТЛ-уровн .

Кроме того, роль сопротивлений в цепи зар да емкости оператора выполн ют резисторы аналогового сумматора 5. Эти резисторы имеют существенную величину, что приводит к увеличению длительности сигнала и при соответствующем выборе временного порога срабатывани  селектора 8 - к дополнительному уменьщению величины Р за счет уменьщени  веро тности воздействи  помех малой длительности, весьма существенных при работе различных серий цифровых микросхем.

Однако введение в устройство лишь ре- зистивного сумматора 5, нагрузочного элемента 6, дополнительного источника 7 питани  и св зей .между ними не обеспечивает требуемого повышени  помехо т- тойчивости устройства и снижает веро тность воздействи  помех только дл  уровн , необходимого дл  срабатывани  без заметных дл  оператора задержек блока 9 фиксации импульсов, в совокупности с которым достигаетс  высока  помехоустойчивость работы устройства.

Таким образом, использование предлагаемого изобретени  повьицает помехоустойчивость устройства при большом числе коммутационных элементов, что обеспечиваетс  введением новых блоков и св зей между ними. Это дает возможность примен ть изобретение в специализированных и универсальных устройствах ввода информации, повышает их надежность за счет исключени  механически перемещаемых оператором коммутационных элементов.

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Устройство ввода информации, содержащее генератор импу,1ьсов, коммутационные элементы, счетчик, дещифратор, выходы которого подключены к коммутационным элементам , выходы счетчика соединены с вхо- да.ми дешифратора и  вл ютс  информационными выходами устройства, отличающеес  тем, что, с целью повышени  надежности устройства, в него введены блок фиксации импульсов, включающий два делител  частоты и триггер, се.чектор импульсов по длительности, аналоговый сумматор, нагрузочный элемент, дополните;1ьнын источник питани , выходы дешифратора подключены к входам аналогового сумматора, выход которого подключен к входу селектора импульсов по длительности и одному выводу , нагрузочный элемент, выход селектора импульсов по длительности подключен к входу сброса первого делител  частоты, первому входу сброса и счетному входу второго

   iT (Li-nir (i--.n}7 ()T Фиг.З

   С(1ставнтель И. Карпова

   Редактор И. КасардаТехред И. ВересКорректор И. Муска

   Заказ 4132/47Тираж 672Подписное

   ВНИИПИ 1 осуларственного комитета СС СР поделай изобретений и открытий

   1 13035, Москва, Ж- 35, Раушска  наб., д. 4/5 Произв()дствен110-110,пиграфическое предпри тие, г. Ужгород, ул. Проектна , 4

   делител  частоты, выход генератора импульсов соединен со счетными входами счетчика н первого делител  частоты и синхронизирующим входом триггера, выход которого соединен с вторым входом сброса вто- poi o делител  частоты, выход которого  вл етс  синхронизирующим выходом устройства , выход первого делител  частоты соединен с информационным входом триггера, дополнительный источник питани  подключен к другому выводу нагрузочного элемента