DE102007005374A1

DE102007005374A1 - Schaltungsanordnung und Verfahren zum Betrieb einer Schaltungsanordnung

Info

Publication number: DE102007005374A1
Application number: DE102007005374A
Authority: DE
Inventors: Peter Trattler
Original assignee: Austriamicrosystems AG
Current assignee: Ams Osram AG
Priority date: 2007-02-02
Filing date: 2007-02-02
Publication date: 2008-08-07
Also published as: DE112008000149A5; US20100060490A1; DE112008000149B4; JP5119270B2; JP2010518551A; US8274411B2; WO2008092931A1

Abstract

Eine Schaltungsanordnung (1) umfasst eine Stromquelle (10), einen Komparator (50) und eine Steuereinrichtung (90). Die Stromquelle (10) dient zur Versorgung einer Leuchtdiode (41). Der Komparator (50) ist an einem ersten Eingang (51) über einen Taster (101) mit der Leuchtdiode (41) koppelbar. Dem Komparator (50) ist an einem zweiten Anschluss (52) eine Referenzspannung (VREF) zuleitbar. Die Steuereinrichtung (90) versetzt die Stromquelle (10) wahlweise in einen ersten Betriebszustand (1) zum Abfragen einer Tasterstellung des Tasters (101) oder in einen zweiten Betriebszustand (B) zum Emittieren von Strahlung mittels der Leuchtdiode (41).

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung und ein Verfahren zum Betrieb einer Schaltungsanordnung.
In Mobiltelefonen werden üblicherweise eine erste Schaltungsanordnung zum Ansteuern von Leuchtdioden und eine separate, zweite Schaltungsanordnung zum Abfragen eines Tastenfeldes verwendet. Zur Verbindung der ersten Schaltungsanordnung mit den Leuchtdioden und zur Verbindung der zweiten Schaltungsanordnung mit dem Tastenfeld wird jeweils eine Vielzahl von Anschlussleitungen benötigt.
Das Dokument "AS3688 Flexible Lighting Management (Charge Pump, DCDC Step Up, Current Sink, ABC, LDO)", austriamicrosystems AG, Preliminary Product Brief, beschreibt eine Schaltungsanordnung, bei der mehrere Leuchtdioden betrieben werden.
In dem Dokument US 2006/0284741 A1 sind ein Tastenfeld und eine dazugehörige Auswerteschaltung angegeben.
Das Dokument US 7,042,341 32 befasst sich mit einer Schaltungsanordnung zum Abfragen eines Tastenfeldes und zum Betreiben einer Leuchtdiode als Hintergrundbeleuchtung des Tastenfeldes.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Schaltungsanordnung und ein Verfahren zum Betrieb einer Schaltungsanord nung bereitzustellen, mit der eine Leuchtdiode und ein Taster in effektiver Weise betrieben werden können.
Diese Aufgabe wird mit dem Gegenstand des Patentanspruchs 1 und dem Verfahren gemäß Patentanspruch 15 gelöst. Weiterbildungen und Ausgestaltungen sind jeweils Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
Erfindungsgemäß umfasst eine Schaltungsanordnung eine Stromquelle, einen Komparator und eine Steuereinrichtung. Der Komparator umfasst einen ersten Eingang und einen zweiten Eingang. Der erste Eingang des Komparators ist über einen Taster mit einer Leuchtdiode koppelbar.
Die Stromquelle dient zur Versorgung der Leuchtdiode. Die Steuereinrichtung ist dazu ausgelegt, die Stromquelle wahlweise in einen ersten Betriebszustand oder in einen zweiten Betriebszustand zu versetzen. Der erste Betriebszustand der Stromquelle ist zum Abfragen einer Tasterstellung des Tasters vorgesehen. Der zweite Betriebszustand der Stromquelle hingegen dient zum Emittieren von Strahlung mittels der Leuchtdiode. Eine Referenzspannung ist dem zweiten Anschluss des Komparators zuleitbar.
Mit Vorteil ist die Schaltungsanordnung so ausgelegt, dass im zweiten Betriebszustand der Stromquelle die Leuchtdiode als Leuchtquelle eingesetzt wird. Bei dem ersten Betriebszustand der Stromquelle hingegen wird in der Anordnung eine Spannung generiert, welche bei einem betätigten Taster dem ersten Eingang des Komparators zugeführt wird und welche bei einem nicht betätigten Taster entsprechend nicht dem ersten Eingang des Komparators zugeleitet wird. Der Komparator vergleicht die Spannung an seinem ersten Eingang mit der Referenzspan nung. Somit kann im ersten Betriebszustand der Stromquelle die Tasterstellung des Tasters mittels des Komparators ermittelt werden. Die Stromquelle ist somit sehr effektiv abwechselnd zum Betrieb der Leuchtdiode und zum Betrieb des Tasters eingesetzt. Mit Vorteil kann der Komparator dazu eingesetzt werden, einen betätigten von einem nicht betätigten Taster zu unterscheiden.
In einer Ausführungsform kann der Komparator dazu verwendet werden, bei einem betätigten Taster den ersten von dem zweiten Betriebszustand zu unterscheiden.
In einer Ausführungsform umfasst ein Halbleiterkörper die Schaltungsanordnung mit der Stromquelle, dem Komparator und die Steuereinrichtung. Mit Vorteil lässt sich somit die Schaltungsanordnung sehr kompakt realisieren. Bevorzugt ist ein Ausgang des Komparators mit der Steuereinrichtung verbunden. Mit Vorteil kann die Steuereinrichtung das Versetzen der Stromquelle in den ersten oder zweiten Betriebszustand und das Abfragen eines Signals an dem Ausgang des Komparators synchronisieren.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Stromquelle mit der Leuchtdiode gekoppelt. Mit Vorteil kann daher die Stromquelle einen durch die Leuchtdiode fließenden Strom einstellen.
In einer Ausführungsform umfasst die Leuchtdiode einen Anschluss und einen weiteren Anschluss, wobei der Anschluss der Leuchtdiode mit der Stromquelle und ebenfalls mit dem Taster gekoppelt ist.
In einer Ausführungsform ist die Stromquelle direkt und unmittelbar an den Anschluss der Leuchtdiode angeschlossen. Die Stromquelle kann permanent an den Anschluss der Leuchtdiode angeschlossen sein. Mit Vorteil ist somit kein Bauelement zwischen die Stromquelle und die Leuchtdiode geschaltet, welches einen Spannungsabfall verursachen und damit die Funktionsweise der Stromquelle beeinträchtigen könnte.
In einer Ausführungsform ist der Taster direkt und unmittelbar an den Anschluss der Leuchtdiode angeschlossen. Der Taster kann permanent an den Anschluss der Leuchtdiode angeschlossen sein. Mit Vorteil ist somit eine sehr kosteneffektive Realisierung möglich. Alternativ kann der Taster über eine Diode, einen Widerstand oder einen Kondensator an den Anschluss der Leuchtdiode angeschlossen sein. Dadurch kann mit Vorteil das gleichzeitige Betätigen mehrerer Taster detektiert werden.
In einer bevorzugten Ausführungsform sind die Leuchtdiode und die Stromquelle seriell zueinander und zwischen einen Versorgungsspannungsanschluss und einen Bezugspotentialanschluss geschaltet. Eine zwischen dem Versorgungsspannungsanschluss und dem Bezugspotentialanschluss vorhandene Versorgungsspannung fällt somit über der Leuchtdiode und der Stromquelle ab. Die Versorgungsspannung dient der Energiezufuhr an die Leuchtdiode, während die Stromquelle eine Höhe des durch die Leuchtdiode fließenden Stromes einstellt. Dabei können die Leuchtdiode mit dem Bezugspotentialanschluss und die Stromquelle mit dem Versorgungsspannungsanschluss verbunden sein.
Bevorzugt sind die Leuchtdiode mit dem Versorgungsspannungsanschluss und die Stromquelle mit dem Bezugspotentialanschluss verbunden. Mit Vorteil ist die Stromquelle besonders einfach im Falle, dass sie an einen Anschluss an dem Bezugspotentialanschluss angeschlossen ist, ansteuerbar.
In einer Ausführungsform sind die Leuchtdiode und der Taster auf einem ersten Träger angeordnet. Der erste Träger kann eine Leiterplatte, englisch printed circuit board, sein. Die Leiterplatte kann flexibel sein. Bevorzugt umfasst die Schaltungsanordnung einen Ausgang zur Verbindung der Stromquelle mit dem Anschluss der Leuchtdiode und einen Eingang zur Verbindung des ersten Eingangs des Komparators mit dem Taster beziehungsweise mit dem zweiten Anschluss des Tasters. Somit werden mit Vorteil nur zwei Anschlüsse der Schaltungsanordnung zur Versorgung der Leuchtdiode und zum Abfragen des Tasters benötigt. Die weiteren Verbindungen, nämlich die Verbindung von dem zweiten Anschluss des Tasters zu der Leuchtdiode und von der Leuchtdiode zu dem Versorgungsspannungsanschluss können auf dem ersten Träger angeordnet sein. Somit ist die Anzahl der Verbindungen zwischen dem erstem Träger und einem zweiten Träger, der die Schaltungsanordnung umfasst, gering gehalten. Dies ermöglicht eine kostengünstige Realisierung.
Der Taster kann ein Folientaster sein. Der Taster kann nicht-einrastend ausgeführt sein. Der Taster kann eine Einrastfunktion aufweisen. In einer alternativen Ausführungsform ist der Taster als elektrischer Schalter ausgeführt. Gemäß der alternativen Ausführungsform wird der Taster somit nicht mechanisch betätigt, sondern von einem elektrischen Signal angesteuert.
Die Stromquelle kann schaltbar ausgelegt sein. Aufgrund der schaltbaren Auslegung der Stromquelle ist die Stromquelle wahlweise in den ersten oder den zweiten Betriebszustand versetzbar. Bevorzugt ist die Stromquelle im ersten Betriebszu stand inaktiv und im zweiten Betriebszustand aktiv geschaltet. Im zweiten Betriebszustand dient die Stromquelle bevorzugt zum Einstellen eines konstanten Stromes für den Betreib der Leuchtdiode. Im ersten Betriebszustand wird die Stromquelle bevorzugt dazu eingesetzt, ausgangsseitig eine konstante Spannung bereitzustellen. Diese konstante Spannung kann mit Vorteil bei einem betätigten Taster dem ersten Eingang des Komparators zugeleitet werden und von dem Komparator mit der Referenzspannung verglichen werden. Bei einem nicht betätigten Taster wird bevorzugt dem ersten Eingang des Komparators eine Spannung zugeleitet, die von der Spannung verschieden ist, welche im ersten Betriebszustand ausgangsseitig von der Stromquelle bereitgestellt wird. Somit kann mit Vorteil die betätigte von der nicht-betätigten Tasterstellung des Tasters unterschieden werden.
Die Schaltungsanordnung kann in einem Gerät der Mobilfunkkommunikation oder einem tragbaren Rechner verwendet werden.
Erfindungsgemäß umfasst ein Verfahren zum Betrieb einer Schaltungsanordnung ein Versetzen einer Stromquelle in einen ersten Betriebszustand. Im ersten Betriebszustand der Stromquelle wird eine Tasterstellung eines Tasters abgefragt. Das Abfragen der Tasterstellung wird mittels eines Komparators durchgeführt, der über den Taster mit einer Leuchtdiode verbunden ist. Das Verfahren umfasst darüber hinaus ein Versetzen der Stromquelle in einen zweiten Betriebszustand. Der zweite Betriebszustand der Stromquelle dient zum Versorgen der Leuchtdiode. Im zweiten Betriebszustand der Stromquelle wird eine Strahlung mittels der Leuchtdiode bereitgestellt. Die Schaltungsanordnung umfasst die Stromquelle und den Komparator.
Mit Vorteil kann in einem effektiven Verfahren aufgrund der zwei Betriebszustände der Stromquelle wahlweise eine Leuchtdiode versorgt werden oder eine Tasterstellung abgefragt werden. Zum Abfragen der Tasterstellung wird eine elektrische Spannung einem Anschluss des Tasters bereitgestellt, welche bei einer betätigten Tasterstellung dem Komparator zugeleitet wird und welche bei einer nicht betätigten Tasterstellung nicht dem Komparator zugeführt wird. Mit Vorteil kann daher die Stromquelle wahlweise sowohl zur Versorgung der Leuchtdiode wie auch zur Abfrage des Tastenfeldes eingesetzt werden.
Die Erfindung wird nachfolgend an mehreren Ausführungsbeispielen anhand der Figuren naher erläutert. Funktions- beziehungsweise wirkungsgleiche Bauelemente oder Schaltungsteile tragen gleiche Bezugszeichen. Insoweit sich Schaltungsteile oder Bauelemente in ihrer Funktion entsprechen, wird deren Beschreibung nicht in jeder der folgenden Figuren wiederholt.
Es zeigen:
1 eine beispielhafte Ausführungsform einer Anordnung nach dem vorgeschlagenen Prinzip,
2A bis 2C drei beispielhafte Ausführungsformen einer Stromquelle,
3A und 3B eine weitere beispielhafte Ausführungsform einer Anordnung und die dazugehörigen Signale nach dem vorgeschlagenen Prinzip,
4A bis 4C weitere beispielhafte Ausführungsformen einer Anordnung nach dem vorgeschlagenen Prinzip und
5 eine alternative beispielhafte Ausführungsform einer Anordnung nach dem vorgeschlagenen Prinzip.
1 zeigt eine beispielhafte Ausführungsform einer Anordnung nach dem vorgeschlagenen Prinzip. Die Anordnung weist eine Schaltungsanordnung 1 auf, die eine Stromquelle 10, einen Komparator 50 und eine Steuereinrichtung 90 umfasst. Die Steuereinrichtung 90 ist an einem Ausgang 91 mit einem Steuereingang der Stromquelle 10 verbunden. Die Stromquelle 10 ist mit einem ersten Ausgang 47 der Schaltungsanordnung 1 gekoppelt. Die Stromquelle 10 ist zwischen den ersten Ausgang 47 der Schaltungsanordnung 1 und einen Bezugspotentialanschluss 8 geschaltet. Ein erster Eingang 51 des Komparators 50 ist mit dem ersten Eingang 100 der Schaltungsanordnung 1 verbunden. Der erste Eingang 100 der Schaltungsanordnung 1 und damit der erste Eingang 51 des Komparators sind über einen ersten Ableitwiderstand 55 mit dem Bezugspotentialanschluss 8 verbunden. Eine Referenzspannungsquelle 54 ist mit dem zweiten Eingang 52 des Komparators 50 verbunden. Ein Ausgang 53 des Komparators 50 ist mit einem Eingang 92 der Steuereinrichtung 90 verbunden. Die Steuereinrichtung 90 weist einen Signalausgang 93 auf.
Die Anordnung weist eine Leuchtdiode 41 auf, die seriell zu der Stromquelle 10 geschaltet ist. Dazu ist die Leuchtdiode 41 zwischen einen Versorgungsspannungsanschluss 9 und den ersten Ausgang 47 der Spannungsanordnung 1 geschaltet. Die Leuchtdiode 41 ist über einen ersten Knoten 95 und einen ers ten Taster 101 mit dem ersten Eingang 100 der Schaltungsanordnung 1 gekoppelt. Der erste Knoten 95 ist an den ersten Ausgang 47 der Schaltungsanordnung 1 angeschlossen. Der erste Taster 101 weist einen ersten und einen zweiten Anschluss auf. Die Leuchtdiode 41 ist über den ersten Knoten 95 mit dem ersten Anschluss des ersten Tasters 101 verbunden. Der zweite Anschluss des ersten Tasters 101 ist mit dem ersten Eingang 100 der Schaltungsanordnung 1 verbunden.
Die Schaltungsanordnung 1 umfasst darüber hinaus eine zweite und eine dritte Stromquelle 20, 30. Der Ausgang 91 der Steuereinrichtung 90 ist über eine Busleitung mit einem Steuereingang der zweiten Stromquelle 20 und einem Steuereingang der dritten Stromquelle 30 verbunden. Die zweite Stromquelle 20 ist mit einem zweiten Ausgang 48 der Schaltungsanordnung 1 und die dritte Stromquelle 30 mit einem dritten Ausgang 49 der Schaltungsanordnung 1 verbunden. Die Anordnung umfasst eine zweite Leuchtdiode 42, die seriell zu der zweiten Stromquelle 20 geschaltet ist, und eine dritte Leuchtdiode 43, die in Serie zu der dritten Stromquelle 30 angeordnet ist. Dabei ist die zweite Leuchtdiode 42 zwischen dem Versorgungsspannungsanschluss 9 und dem zweiten Ausgang 48 der Schaltungsanordnung 1 angeordnet. Entsprechend ist die dritte Leuchtdiode 43 zwischen dem Versorgungsspannungsanschluss 9 und dem dritten Ausgang 49 der Schaltungsanordnung 1 angeordnet. Die zweite Leuchtdiode 42 ist über einen zweiten Knoten 96 und einen zweiten Taster 102 mit dem ersten Eingang 100 der Schaltungsanordnung 1 gekoppelt. Entsprechend ist die dritte Leuchtdiode 43 über einen dritten Knoten 97 und einen dritten Taster 103 mit dem ersten Eingang 100 der Schaltungsanordnung 1 gekoppelt. Der zweite Knoten 96 ist an den zweiten Ausgang 48 der Schaltungsanordnung 1 und der dritte Knoten 97 ist entsprechend an den dritten Ausgang 49 der Schaltungsanord nung 1 angeschlossen. Ein Tastenfeld 4 umfasst somit den Taster 101 sowie den zweiten und den dritten Taster 102, 103. Ein Leuchtdiodenfeld 7 umfasst die Leuchtdiode 41 sowie die zweite und die dritte Leuchtdiode 42, 43.
Die erste Stromquelle 10 ist zur Energieversorgung der Leuchtdiode 41 vorgesehen. Die Stromquelle 10 weist einen ersten und einen zweiten Betriebszustand A, B auf, die von der Steuereinrichtung 90 mittels der Verbindung zwischen dem Ausgang 91 der Steuereinrichtung 90 und dem Steuereingang der ersten Stromquelle 10 eingestellt werden. Versetzt die Steuereinrichtung 90 die Stromquelle 10 in den ersten Betriebszustand A, so ist die Stromquelle 10 inaktiv geschaltet. Es fließt somit kein Strom durch den ersten Ausgang 47 und die Leuchtdiode 41. Eine Spannung VR1 am ersten Knoten 95 ist somit näherungsweise gleich einer Versorgungsspannung VDD, welche am Versorgungsspannungsanschluss 9 anliegt. Ist der erste Taster 101 betätigt, so wird die Spannung VR1 über den ersten Taster 101 und den ersten Eingang 100 der Schaltungsanordnung 1 als Spannung VC1 dem ersten Eingang 51 des Komparators 50 zugeleitet. Dem zweiten Eingang 52 wird eine Referenzspannung VREF von der Referenzspannungsquelle 54 bereitgestellt. Der Komparator 50 vergleicht die am ersten Eingang 51 anliegende Spannung VC1 mit der Referenzspannung VREF. Die Referenzspannung VREF ist derart eingestellt, dass im Falle des betätigten ersten Tasters 101 die Spannung VC1 höher als die Referenzspannung VREF ist. Ist der erste Taster 101 jedoch in einem nicht betätigten Zustand, so ist die Verbindung zwischen dem ersten Eingang 100 der Schaltungsanordnung 1 und dem ersten Eingang 51 des Komparators 50 über den ersten Ableitwiderstand 55 näherungsweise auf einem Bezugspotential VSS, welches am Bezugspotentialanschluss 8 anliegt. Daher ist die Spannung VC1 am ersten Eingang 51 niedriger als die Referenz spannung VREF. Somit ist am Ausgang 53 des Komparators ein Signal abgreifbar, das den logischen Wert 1 im Falle eines betätigten ersten Tasters 101 und dem logischen Wert 0 im Falle eines nicht betätigten ersten Tasters 101 aufweist.
Im zweiten Betriebszustand B der Stromquelle 10 ist die Stromquelle 10 aktiv geschaltet. Es fließt somit ein Strom I1 durch die Stromquelle 10, den ersten Ausgang 47 der Schaltungsanordnung 1 und die Leuchtdiode 41. Die Spannung VR1 am ersten Knoten 95 ist somit die Versorgungsspannung VDD abzüglich einer über der Leuchtdiode 41 abfallenden Leuchtdiodenspannung VLED. Die Spannung VR1 ist somit niedriger als im Falle des ersten Betriebszustands A der Stromquelle 10. Ist der erste Taster 101 nicht betätigt, so wird die Spannung VR1 nicht dem ersten Eingang 51 des Komparators 50 zugeleitet. Ist jedoch vom Benutzer der erste Taster 101 betätigt, so wird die Spannung VR1 dem ersten Eingang 51 des Komparators 50 zugeleitet. Die Referenzspannung VREF ist derart eingestellt, dass sie höher als die Spannung VR1 ist, welche die Versorgungsspannung VDD abzüglich der Leuchtdiodenspannung VLED ist. Somit kann ausschließlich im ersten Betriebszustand A der Stromquelle 10 festgestellt werden, ob der Taster 101 betätigt ist. Ein Betätigen des Tasters 101, insbesondere ein Drücken des Tasters 101, während sich die Stromquelle 10 im zweiten Betriebszustand B befindet, bewirkt keine Signaländerung am Ausgang 53 des Komparators 50. Das am Ausgang 53 des Komparators 50 bereitgestellte Signal wird dem Eingang 92 der Steuereinrichtung 90 zugeführt. In Abhängigkeit von dem am Eingang 92 der Steuereinrichtung 90 bereitgestellten Signal wird ein Signal am Ausgang 93 der Steuereinrichtung 90 erzeugt, welche die Information umfasst, ob sich der erste Taster 101 in einem betätigten oder nicht betätigten Betriebszustand befindet.
Entsprechend weisen auch die zweite und die dritte Stromquelle 20, 30 den ersten und den zweiten Betriebszustand A, B auf. Es befinden sich gleichzeitig nur höchstens eine der drei Stromquellen 10, 20, 30 im ersten Betriebszustand A. Die weiteren der Stromquellen befinden sich dann im zweiten Betriebszustand B. Das Verfahren bei einer zweiten oder dritten Stromquelle 20, 30 im ersten beziehungsweise dem zweiten Betriebszustand A, B entspricht dem Verfahren bei der Stromquelle 10. Ist beispielsweise die zweite Stromquelle 20 im ersten Betriebszustand A, so weist eine Spannung VR2 am zweiten Knoten 96 einen hohen Wert auf. Durch Betätigen des zweiten Tasters 102 kann die Spannung VR2 dem ersten Eingang 51 des Komparators 50 zugeleitet werden. Dadurch nimmt das Signal am Ausgang 53 des Komparators 50 den Wert 1 an. Ist der zweite Taster 102 nicht betätigt, so bleibt weiter das Signal am Ausgang 53 des Komparators 50 auf dem Wert 0. Während sich die zweite Stromquelle 20 im ersten Betriebszustand A befindet, sind die beiden anderen Stromquellen 10, 30 im zweiten Betriebszustand B. Ein Betätigen des ersten Tasters 101 oder des dritten Tasters 103 bewirkt somit nicht, dass dem ersten Eingang 51 des Komparators 50 eine Spannung zugeleitet wird, die über der Referenzspannung VREF ist. Daher bleibt auch bei einem Betätigen des ersten oder dritten Tasters 101, 103 das Signal am Ausgang 53 des Komparators 50 auf dem logischen Wert 0.
Mit Vorteil kann somit eingestellt werden, dass ausschließlich die Tasterstellung eines Tasters, hier im Beispiel des zweiten Tasters 102, abgefragt wird. Mit Vorteil kann durch die Wahl, welche der Stromquellen 10, 20, 30 in den ersten Betriebszustand A versetzt wird, eingestellt werden, welcher Taster abgefragt wird. Mit Vorteil werden für den Betrieb des Leuchtdiodenfeldes 7 und des Tastenfeldes 4 nur sehr wenig Anschlüsse für die Schaltungsanordnung 1 benötigt, nämlich drei Ausgänge 47 bis 49 und einen Eingang 100, und ist die Anzahl der Verbindungen in der Anordnung gering gehalten.
In einer alternativen Ausführungsform ist seriell zu der Leuchtdiode 41 eine weitere Leuchtdiode 44 geschaltet. Ebenso ist eine weitere Leuchtdiode 45 seriell zu der zweiten Leuchtdiode 42 und eine Leuchtdiode 46 seriell zu der dritten Leuchtdiode 43 geschaltet.
2A bis 2C zeigen drei beispielhafte Ausführungsformen einer Stromquelle 10, wie sie als Stromquelle 10 oder als zweite beziehungsweise dritte Stromquelle 20, 30 in die Schaltungsanordnung 1 gemäß den 1, 3A, 4A, 4C und 5 eingesetzt werden können.
2A zeigt die Stromquelle 10, welche eine Stromsenke 11 und einen Schalter 12 umfasst. Die Stromsenke 11 und der Schalter 12 sind seriell zueinander geschaltet. Die Serienschaltung ist zwischen einem Ausgang der Stromquelle 10 und dem Bezugspotentialanschluss 8 angeordnet. Der Ausgang der Stromquelle 10 ist mit dem ersten Ausgang 47 der Schaltungsanordnung 1 verbunden. Ein Steueranschluss des Schalters 12 ist über den Steuereingang der Stromquelle 10 mit dem Ausgang 91 der Steuereinrichtung 90 verbunden. Ein Knoten zwischen dem Ausgang der Stromquelle 10 und der Serienschaltung, umfassend den Schalter 12 und die Stromsenke 11, ist über einen ersten Widerstand 16 mit dem Versorgungsspannungsanschluss 9 gekoppelt.
Im ersten Betriebszustand A der Stromquelle 10 ist der Schalter 12 in einem offenen Zustand. Daher wird eine Spannung am Ausgang der Stromquelle 10 und damit die am ersten Ausgang 47 der Schaltungsanordnung 1 sowie am ersten Knoten 95 anliegende Spannung VR1 von der Versorgungsspannung VDD und dem Widerstand 16 bestimmt. Die Spannung VR1 entspricht näherungsweise der Versorgungsspannung VDD. Die Leuchtdiode 41 leuchtet somit nicht. Im zweiten Betriebszustand B der Stromquelle 10 ist der Schalter 12 in einem geschlossenen Zustand, sodass ein Strom 11 durch den Anschluss der Stromquelle 10 durch die Stromsenke 11 zu dem Bezugspotentialanschluss 8 fließt.
Der Widerstandswert des ersten Widerstands 16 ist mit Vorteil derart eingestellt, dass im zweiten Betriebszustand B ein Hauptteil des durch die Stromsenke 11 fließenden Stromes durch die Leuchtdiode 41 und nur ein geringer Anteil des durch die Stromsenke 11 fließenden Stroms durch den Widerstand 16 fließt.
In einer alternativen, nicht gezeigten Ausführungsform ist der erste Widerstand 16 durch einen Transistor ersetzt, der als Widerstand geschaltet ist. Damit wird mit Vorteil ein Betriebsstrom reduziert.
2B zeigt eine alternative Stromquelle 10, die eine Weiterbildung der in 2A gezeigten Stromquelle ist. In der in 2B gezeigten Stromquelle 10 ist die Stromsenke 11 als ein zweiter Widerstand 17 realisiert. Der Schalter 12 sowie der zweite Widerstand 17 sind seriell zwischen den Ausgang der Stromquelle 10 und den Bezugspotentialanschluss 8 geschaltet. Die Funktionsweise der Stromquelle 10 gemäß 2B entspricht der Funktionsweise der Stromquelle 10 gemäß 2A.
In einer alternativen, nicht gezeigten Ausführungsform sind der erste und der zweite Widerstand 16, 17 jeweils als ein als Widerstand geschalteter Transistor realisiert.
2C zeigt die Stromquelle 10, welche eine Weiterbildung der in 2A gezeigten Stromquelle ist. Zusätzlich umfasst die Stromquelle 10 gemäß 2C einen Inverter 18 und einen Versorgungsspannungsschalter 19. Der Versorgungsspannungsschalter 19 ist zwischen den ersten Widerstand 16 und den Versorgungsspannungsanschluss 9 geschaltet. Der Ausgang 91 der Steuereinrichtung 90 ist über den Inverter 18 mit einem Steueranschluss des Versorgungsspannungsschalters 19 verbunden.
Im ersten Betriebszustand A der Stromquelle 10 ist der Schalter 12 in einem offenen Zustand und der Versorgungsspannungsschalters 19 in einem geschlossenen Zustand. Daher wird die Spannung am Ausgang der Stromquelle 10 und damit die am ersten Ausgang 47 der Schaltungsanordnung 1 sowie am ersten Knoten 95 anliegende Spannung VR1 von der Versorgungsspannung VDD und dem Widerstand 16 bestimmt. Die Spannung VR1 entspricht näherungsweise der Versorgungsspannung VDD. Die Leuchtdiode 41 leuchtet somit nicht. Im zweiten Betriebszustand B der Stromquelle 10 ist der Schalter 12 in einem geschlossenen Zustand und der Versorgungsspannungsschalters 19 in einem offenen Zustand, sodass ein Strom I1 durch den Anschluss der Stromquelle 10 durch die Stromsenke 11 zu dem Bezugspotentialanschluss 8 fließt.
Mit Vorteil fließt im zweiten Betriebszustand B kein Anteil des durch die Stromsenke 11 fließenden Stroms durch den Widerstand 16, so dass die Energieeffizienz erhöht ist.
3A zeigt eine beispielhafte Ausführungsform der Anordnung 1 nach dem vorgeschlagenen Prinzip, die eine Weiterbildung der Anordnung gemäß 1 darstellt. Die Schaltungsanordnung 1 umfasst die Stromquelle 10, den Komparator 50, die Steuereinrichtung 90, den ersten Ausgang 47 sowie den ersten Eingang 100. Die Stromquelle 10 umfasst die Stromsenke 11 sowie den Schalter 12, der als Umschalter ausgebildet ist. Der Schalter 12 und die Stromsenke 11 sind seriell zueinander zwischen den Ausgang der Stromsenke 10 und den Bezugspotentialanschluss 8 geschaltet. Ein erster Anschluss 13 des Schalters 12 ist mit der Stromsenke 11 verbunden. Ein zweiter Anschluss 14 des Schalters 12 ist mit dem Versorgungsspannungsanschluss 9 verbunden. Ein Ausgang 15 des Schalters 12 ist mit dem Ausgang der Stromquelle 10 und damit mit dem ersten Ausgang 47 der Schaltungsanordnung 1 verbunden. Die Schaltungsanordnung 1 umfasst einen Entladeschalter 56 und eine Entladestromquelle 57, die seriell zueinander geschaltet sind. Der Entladeschalter 56 und die Entladestromquelle 57 sind zwischen den ersten Eingang 51 des Komparators 50 und den Bezugspotentialanschluss 8 geschaltet. Ein Steuereingang des Entladeschalters 56 ist mit einem weiteren Ausgang 94 der Steuereinrichtung 90 verbunden.
Die Schaltungsanordnung 1 umfasst darüber hinaus eine zweite und eine dritte Stromquelle 20, 30, die wie die Stromquelle 10 ausgebildet sind. Aus Gründen der Übersichtlichkeit sind die zweite und die dritte Stromquelle 20, 30 nicht eigens eingezeichnet.
Darüber hinaus umfasst die Schaltungsanordnung 1 einen zweiten und einen dritten Komparator 60, 70, die wie der Komparator 50 realisiert sind. Aus Gründen der Übersichtlichkeit sind der zweite und der dritte Komparator 60, 70 ebenfalls nicht eigens eingezeichnet. Der zweite Komparator 60 ist an einem ersten Anschluss 61 über den zweiten Eingang 110 der Schaltungsanordnung 1 und einen zusätzlichen Taster 111 mit der Leuchtdiode 41 gekoppelt. Ebenso ist der erste Eingang 61 des zweiten Komparators 60 über den zweiten Eingang 110 und einen anderen Taster 112 mit der zweiten Leuchtdiode 42 und über einen anderen Taster 113 mit der dritten Leuchtdiode 43 gekoppelt. An den zweiten Eingang 62 des Komparators 60 ist eine Referenzspannungsquelle 64 angeschlossen. Der Ausgang 63 des Komparators 60 ist mit dem Eingang 92 der Steuereinrichtung 90 verbunden. Der erste Eingang 61 des Komparators 60 ist über einen zweiten Entladeschalter 66 und eine zweite Entladestromquelle 67 mit dem Bezugspotentialanschluss 8 verbunden. In entsprechender Weise ist ebenfalls der dritte Komparator 70 aufgebaut und gekoppelt. Ein erster Eingang 71 des dritten Komparators 70 ist über einen dritten Eingang 120 und einen zusätzlichen Taster 121 mit der Leuchtdiode 41, über einen anderen Taster 122 mit der zweiten Leuchtdiode 42 und über einen anderen Taster 123 mit der dritten Leuchtdiode 43 gekoppelt. Der erste Eingang 71 des dritten Komparators 70 ist über einen dritten Entladeschalter 76 und eine dritte Entladestromquelle 74 mit dem Bezugspotentialanschluss 8 verbunden. Das Tastenfeld 4 umfasst somit den Taster 101, den zweiten und den dritten Taster 102, 103, die zusätzlichen Taster 111, 121 sowie die anderen Taster 112, 113, 122, 123. Das Tastenfeld 4 umfasst eine erste Anzahl n Reihen, englisch row, und eine zweite Anzahl m Spalten, englisch column. In dem in 3A gezeigten Ausführungsbeispiel ist die erste Anzahl n gleich 3 und die zweite Anzahl m gleich 3. Die erste Reihe ist an den Knoten 95, die zweite Reihe an den zweiten Knoten 96 und die dritte Reihe an den dritten Knoten 97 angeschlossen. Die Taster 101, 111, 121 werden von der ersten Reihe des Tastenfeldes 4 umfasst. Entsprechend umfasst die zweite Reihe die Taster 102, 112, 122 und die dritte Reihe die Taster 103, 113, 123. Die erste Spalte ist an den ersten Eingang 100 der Schaltungsanordnung 1, die zweite Spalte an den zweiten Eingang 110 und die dritte Spalte an den dritten Eingang 120 angeschlossen. Die erste Spalte umfasst die Taster 101, 102, 103. Die zweite Spalte weist die Taster 111, 112, 113 und die dritte Spalte die Taster 121, 122, 123 auf.
Im ersten Betriebszustand A der Stromquelle 10 ist der Schalter 12 derart geschaltet, dass der Versorgungsspannungsanschluss 9 mit dem Ausgang der Stromquelle 10 und damit mit dem ersten Knoten 95 verbunden ist. Somit liegt als Spannung VR1 am ersten Knoten 95 im ersten Betriebszustand A die Versorgungsspannung VDD an. Ist der Taster 101 in einem betätigten Zustand, so wird die Versorgungsspannung VDD dem ersten Eingang 100 und damit dem ersten Eingang 51 des Komparators 50 zugeleitet. Da die Versorgungsspannung VDD größer als die einstellbare Referenzspannung VREF ist, liegt aufgrund des betätigten Tasters 101 am Ausgang 53 des Komparators 50 der logische Wert 1 an. Ist der zusätzliche Taster 111 und/oder der zusätzliche Taster 121 in einem betätigten Zustand, so liegt die Versorgungsspannung VDD näherungsweise am ersten Eingang 61 des zweiten Komparators 60 beziehungsweise am ersten Eingang 71 des dritten Komparators 70 an. Am Ausgang 63 des zweiten Komparators 60 liegt der logische Wert 1 an, sofern sich der weitere Taster 111 in einem betätigten Zustand befindet. Entsprechendes gilt für den Ausgang 73 des dritten Komparators 70. Die zweite und die dritte Stromquelle 20, 30 befinden sich im zweiten Betriebszustand B, sobald sich die Stromquelle 10 im ersten Betriebszustand A befindet. Daher ist bei der zweiten Stromquelle 20 die Stromsenke mit dem Ausgang der zweiten Stromsenke 20 und damit mit dem zweiten Ausgang 48 der Schaltungsanordnung 1 sowie dem zweiten Knoten 96 verbunden. Die zweite Leuchtdiode 42 leuchtet somit. Die Spannung VR2 am zweiten Knoten 96 ist somit die Versorgungsspannung VDD abzüglich der Leuchtdiodenspannung VLED der zweiten Diode 42. Wird der zweite Taster 102 betätigt, so liegt die am zweiten Knoten 96 anliegende Spannung VR2 am ersten Eingang 51 des Komparators 50 an. Die Referenzspannung VREF ist so gewählt, dass der Wert der Versorgungsspannung VDD abzüglich der Leuchtdiodenspannung VLED niedriger als die Referenzspannung VREF ist, sodass am Ausgang des Komparators 50 auch bei einem betätigten zweiten Schalter 102 das logische Signal 0 erzeugt wird.
Mittels des Entladeschalters 56 und der Entladestromquelle 57 wird bewirkt, dass die Verbindungen zwischen dem ersten Eingang 51 des Komparators 50 und den Tastern 101, 102, 103 entladen werden können. Damit kann beispielsweise eine Ladung abfließen, die bei einem vorhergehenden Betätigen eines der Taster 101, 102, 103 auf diese Verbindungsleitungen geflossen ist. Damit kann ein fehlerhaftes Auslesen vermieden werden. Entsprechend gilt dies für den zweiten und den dritten Entladeschalter 66, 76 und die zweite und die dritte Entladestromquelle 67, 77.
Durch die Einstellung der Stromquelle 10 im ersten Betriebszustand A und der Einstellung der zweiten und der dritten Stromquelle 20, 30 im zweiten Betriebszustand B ist mit Vorteil erzielt, dass ausschließlich das Betätigen des Tasters 101 ein logisches Signal 1 am Ausgang 53 des Komparators 50 bewirkt. Da mittels der Steuereinrichtung 90 eingestellt wird, welche der Stromquellen 10, 20, 30 sich im ersten Betriebszustand A befinden, wird auf diese Weise von der Steuereinrichtung 90 festgelegt, ob der erste Taster 101 oder der zweite Taster 102 oder der dritte Taster 103 abgefragt wer den. Ist die Stromquelle 10 im ersten Betriebszustand A, so kann auch der Zustand des zusätzlichen Tasters 111 mittels des zweiten Komparators 60 und der Zustand des zusätzlichen Tasters 121 mittels des dritten Komparators 70 ermittelt werden.
Mit Vorteil umfasst die Schaltungsanordnung 1 ausschließlich drei Ausgänge 47 bis 49 zum Betrieb der Leuchtdioden 41 bis 43 und ausschließlich drei Eingänge 100, 110, 120 zum Abfragen des Tastenfeldes 4. Damit ist die Anzahl der Verbindungsleitung sehr klein gehalten.
Eine Reihe der Leitungen sind als Busleitungen eingezeichnet und dazu mit einem Schrägstrich gekennzeichnet.
In einer alternativen, nicht gezeigten Ausführungsform umfasst die Schaltungsanordnung 1 mindestens eine weitere Stromquelle, die entsprechend der Stromquelle 10 realisiert ist, sowie mindestens einen weiteren Ausgang, der mit mindestens einer weiteren Leuchtdiode gekoppelt ist. Somit ist mindestens ein weiterer Taster abfragbar.
In einer alternativen nicht gezeigten Ausführungsform umfasst die Schaltungsanordnung 1 mindestens einen weiteren Komparator, der entsprechend dem Komparator 50 ausgebildet und verschaltet ist. Die Schaltungsanordnung umfasst dazu mindestens einen weiteren Eingang, der mit dem mindestens einen weiteren Komparator verbunden ist. Damit kann die Schaltungsanordnung 1 eingesetzt werden, weitere Taster im Tastenfeld 4 auszulesen.
Das Tastenfeld 4 kann alternativ weitere Reihen und/oder weitere Spalten aufweisen.
3B zeigt einen beispielhaften Ablauf des Verfahrens zum Betrieb der Schaltungsanordnung gemäß 3A. Die Signal- und Spannungsverläufe sind in Abhängigkeit von der Zeit t dargestellt. 3B zeigt die Steuersignale SR1, SR2, SR3, die dem Schalter 12 der Stromquelle 10, dem Schalter 22 der zweiten Stromquelle 20 beziehungsweise dem Schalter 32 der dritten Stromquelle 30 zugeführt werden, und das Signal SC_1-M, das den Entladeschaltern 56, 66, 76 zugeleitet wird. Weiter sind Verläufe der Spannungen VR1, VR2, VR3, welche am ersten, am zweiten beziehungsweise am dritten Knoten 95, 96, 97 anliegen, dargestellt. Darüber hinaus zeigt 3B die Spannungen VC1, VC2, VC3, welche dem ersten Eingang 100, dem zweiten Eingang 110 und dem dritten Eingang 120 der Schaltungsanordnung 1 zugeleitet werden.
Zwischen einem ersten Zeitpunkt t1 und einem dritten Zeitpunkt t3 befinden sich die Stromquellen 10, 20, 30 im zweiten Betriebszustand B. Daher weisen die Steuersignale SR1, SR2, SR3 den logischen Wert 0 auf. Somit sind die drei Stromsenken 11, 21, 31 mit den drei Ausgängen 47, 48, 49 der Schaltungsanordnung 1 verbunden. Die drei Leuchtdioden 41, 42, 43 sind in einem strahlenden Betriebszustand. Die Spannungen VR1, VR2, VR3 haben einen Wert, der aus der Versorgungsspannung VDD abzüglich der Leuchtdiodenspannung VLED resultiert. Zwischen dem ersten Zeitpunkt t1 und einem zweiten Zeitpunkt t2 ist kein Taster in einem betätigten Zustand. Da sich die Entladeschalter 56, 66, 76 entsprechend dem Signal SC_1-M in einem geschlossenen Zustand befinden, ist zwischen dem ersten Zeitpunkt t1 und dem zweiten Zeitpunkt t2 auch der Wert der Spannungen VC1, VC2, VC3 näherungsweise 0. Zu dem Zeitpunkt t2 wird der weitere Taster 113 betätigt. Somit wird die Spannung VR3 über den weiteren Taster 113 dem zweiten Eingang 110 der Schaltungsanordnung zugeführt, sodass die Spannung VC2 den Wert der Spannung VR3 annimmt. Da sich diese Spannung unterhalb der Referenzspannung VREF befindet, wird dadurch kein Signal an den Ausgängen der drei Komparatoren 50, 60, 70 auf den logischen Wert 1 gesetzt, sondern die drei Signale verbleiben auf dem logischen Wert 0.
Zwischen dem dritten Zeitpunkt t3 und einem fünften Zeitpunkt t5 wird von der Steuereinrichtung 90 das Steuersignal SR3 mit einem logischen Wert 1 bereitgestellt, sodass sich die dritte Stromquelle 30 im ersten Betriebszustand A befindet. Die weiteren Stromquellen 10, 20 befinden sich weiterhin im zweiten Betriebszustand B. Da die Spannung VR3 näherungsweise der Versorgungsspannung VDD entspricht, steigt die Spannung VC2 am zweiten Eingang 110 der Schaltungsanordnung 1 an, sodass sich die Spannung am ersten Eingang 61 des zweiten Komparators 60 über der Referenzspannung VREF befindet. Somit wird ein logisches Signal 1 am Ausgang 63 des zweiten Komparators 60 erzeugt, welches der Steuereinrichtung 90 zugeleitet und von ihr als Information am Ausgang 93 bereitgestellt wird.
In der beispielhaften Darstellung in 3B ist auch zwischen dem fünften Zeitpunkt t5 und einem sechsten Zeitpunkt t6 der Taster 113 in einem betätigten Betriebszustand. Da sich jedoch die dritte Stromquelle 30 ab dem fünften Zeitpunkt t5 aufgrund des Steuersignals SR3 wieder im zweiten Betriebszustand B befindet, ist keiner der Pegel an den ersten Eingängen der drei Komparatoren 50 bis 70 über der Referenzspannung VREF. Zwischen dem sechsten Zeitpunkt t6 und einem siebten Zeitpunkt t7 sind die Tasten des Tastenfeldes 4 wieder in einem nicht betätigten Betriebszustand.
Mit Vorteil ist die Referenzspannung VREF in der Mitte zwischen der Versorgungsspannung VDD und der Versorgungsspannung VDD abzüglich der Leuchtdiodenspannung VLED.
In einer alternativen Ausführungsform des Verfahrens sind im Zeitraum zwischen dem dritten Zeitpunkt t3 und dem fünften Zeitpunkt t5 die erste und die zweite Stromquelle 10, 20 in einem dritten Betriebszustand. Im dritten Betriebszustand ist eine Stromquelle hochohmig geschaltet.
4A zeigt eine beispielhafte Ausführungsform der Anordnung mit der Schaltungsanordnung 1, die eine Weiterbildung der Anordnung mit der Schaltungsanordnung gemäß der 3A darstellt. Im Unterschied zu der Anordnung in 3A ist in der Anordnung gemäß 4A eine erste Diode 131 zwischen den ersten Knoten 95 und das Tastenfeld 4 geschaltet. Entsprechend ist eine zweite Diode 132 zwischen den zweiten Knoten 96 und das Tastenfeld 4 und eine dritte Diode 133 zwischen den dritten Knoten 97 und das Tastenfeld 4 geschaltet.
Mit Vorteil wird mittels der Dioden 131 bis 133 ein Kurzschluss zwischen den Reihen des Tastenfeldes 4 vermieden. Ist beispielsweise der Taster 101 und der zweite Taster 102 in einem betätigten Betriebszustand, so sind der erste und der zweite Knoten 95, 96 in der Ausführung gemäß 1 oder 3A direkt miteinander verbunden, sofern keine Dioden vorgesehen sind. Ohne die Dioden ist somit beispielsweise ein Stromfluss durch die zweite Leuchtdiode 42 über den zweiten Taster 102, den Taster 101, den ersten Knoten 95 und die Stromquelle 10 zu dem Bezugspotentialanschluss 8 möglich. Somit würde die zweite Leuchtdiode 42 leuchten, auch wenn sich beispielsweise die zweite Stromquelle 20 in einem hochohmigen Zustand befindet. Aufgrund der ersten Diode 131 wird in diesem Beispiel vermieden, dass ein Stromfluss durch die zweite Leuchtdiode 45 zu dem ersten Knoten 95 möglich ist.
Die Detektion eines doppelten Tastendruckes ist mit Vorteil möglich.
In einer Ausführungsform können die Dioden 131 bis 133 als Schottky-Dioden realisiert sein.
4B zeigt eine beispielhafte Ausführungsform eines Widerstandes 134, der anstelle der ersten Diode 131 in die Anordnung gemäß 4A eingesetzt werden kann. Entsprechend können nicht in 4B gezeigte Widerstände anstelle der zweiten und der dritten Diode 132, 133 ebenfalls in der Anordnung gemäß 4A eingesetzt werden. Mittels der Widerstände 134, 135, 136 wird ebenfalls ein Kurzschluss zwischen den verschiedenen Knoten 95 bis 97 durch einen doppelten Tastendruck vermieden.
4C zeigt eine beispielhafte Ausführungsform einer Anordnung mit der Schaltungsanordnung 1, die eine Weiterbildung der Anordnung mit der Schaltungsanordnung gemäß 4A darstellt. Die Anordnung gemäß 4C umfasst anstelle der Dioden 131 bis 133 einen ersten, einen zweiten und einen dritten Kondensator 137 bis 139. Der erste Knoten 95 ist somit über den ersten Kondensator 137 mit dem Taster 101, dem weiteren Taster 111 und dem weiteren Taster 121 gekoppelt, welche von der ersten Reihe umfasst sind. Entsprechend sind die Taster 102, 112, 122, welche von der zweiten Reihe umfasst sind, über den zweiten Kondensator 138 mit dem zweiten Knoten 96 gekoppelt. Die Taster 103, 113, 123 der dritten Reihe des Tastenfeldes 4 sind über den dritten Kondensator 139 mit dem dritten Knoten 97 gekoppelt. Die Schaltungsanordnung 1 um fasst einen Aufladeschalter 58, der den ersten Eingang 51 des Komparators 50 mit dem Versorgungsspannungsanschluss 9 verbindet. Entsprechend umfasst die Schaltungsanordnung 1 einen zweiten und einen dritten Aufladeschalter 68, 78, die die jeweiligen ersten Eingänge 61, 71 des zweiten und des dritten Komparators 60, 70 mit dem Versorgungsspannungsanschluss 9 verbinden.
Die drei Kondensatoren 137, 138, 139 werden in einem ersten Schritt aufgeladen. Dazu werden die drei Stromquellen 10, 20, 30 in den ersten Betriebszustand A versetzt. Ebenfalls werden die drei Aufladeschalter 57, 67, 77 mittels eines Steuersignals SCV_1-M, das von der Steuereinrichtung 90 bereitgestellt wird, ebenfalls in einen geschlossenen Zustand eingestellt. Die beiden Elektroden der drei Kondensatoren 137 bis 139 werden somit auf die Versorgungsspannung VDD aufgeladen. Anschließend werden die drei Stromquellen 10, 20, 30 in den zweiten Betriebszustand B und die drei Aufladeschalter 57, 67, 77 in einen offenen Zustand versetzt. Wird anschließend beispielsweise die zweite Stromquelle 20 in den ersten Betriebszustand A eingestellt, so steigt die Spannung VR2 am zweiten Knoten 96 auf den Wert der Versorgungsspannung VDD. Da sich die Spannung über einem Kondensator nur langsam ändert, wird die Höhe der Spannung von der ersten Elektrode auf die zweite Elektrode des Kondensators 138 übertragen. Eine weitere Übertragung erfolgt dann auf einen der Eingänge 100, 110, 120 der Schaltungsanordnung 1, sofern einer der Taster 102, 112 oder 122 betätigt ist. Die Übertragung des Signals erfolgt somit aufgrund der physikalischen Gegebenheit, dass ein schneller Anstieg am zweiten Knoten 96 mittels des zweiten Kondensators 138 auf die ersten Anschlüsse der Taster 102, 112, 122 ermöglicht ist. Ist einer der drei oder mehrere der drei Taster 102, 112, 122 in einem betätigten Zustand, so wird der entsprechende Spannungsanstieg auf den jeweils ersten Eingang 51, 61, 71 des Komparators 50 beziehungsweise des zweiten oder des dritten Komparators 60, 70 übertragen, sodass eine Erfassung des Zustands des Tasters möglich ist.
Mit Vorteil ist mittels der Kondensatoren 137 bis 139 eine preisgünstige Entkopplung der Reihen ermöglicht.
5 zeigt eine beispielhafte Ausführungsform der Anordnung mit der Schaltungsanordnung 1, die eine Weiterbildung der Anordnung mit der Schaltungsanordnung 1 gemäß den 1, 3A, 4A und 4C ist. Die Schaltungsanordnung 1 umfasst einen ersten und einen zweiten Halbleiterkörper 2, 3. Der erste Halbleiterkörper 2 weist die Steuereinrichtung 90, die Komparatoren 50, 60, 70, die Entladeschalter 56, 66, 76, die Entladestromquellen 57, 67, 77 sowie die Eingänge 100, 110, 120 auf. Der zweite Halbleiterkörper 3 umfasst die Stromquellen 10, 20, 30 und die Ausgänge 47 bis 49. Der erste Halbleiterkörper 2 weist eine erste Interfaceschaltung 5 auf, die mit dem Ausgang 91 der Steuereinrichtung 90 verbunden ist. Der zweite Halbleiterkörper 3 umfasst eine zweite Interfaceschaltung 6, die mit den Steuereingängen der Stromquellen 10, 20, 30 verbunden ist. Die erste Interfaceschaltung 5 ist mit der zweiten Interfaceschaltung 6 verbunden.
In einer nicht gezeigten Ausführungsform umfasst ein Basisbandprozessor den ersten Halbleiterkörper 2. Mit Vorteil kann der Basisbandprozessors zusätzlich zur Funktion des Abfragens des Tastenfeldes 4 auch das Einstellen des Leuchtdiodenfeldes 7 vornehmen. Mit Vorteil wird mittels der ersten und der zweiten Interfaceschaltung 5, 6 erzielt, dass die Anzahl der Leitungen zwischen dem ersten Halbleiterkörper 2 und dem zweiten Halbleiterkörper 3 reduziert sind. Das Verfahren zur Erzeugung der Steuersignale kann in einer Software implementiert werden, die im Basisbandprozessor abläuft.

1: Schaltungsanordnung
2: erster Halbleiterkörper
3: zweiter Halbleiterkörper
4: Tastenfeld
5: erste Interfaceschaltung
6: zweite Interfaceschaltung
7: Leuchtdiodenfeld
8: Bezugspotentialanschluss
9: Versorgungsspannungsanschluss
10: Stromquelle
11: Stromsenke
12: Schalter
13: erster Eingang
14: zweiter Eingang
15: Ausgang
16: erster Widerstand
17: zweiter Widerstand
18: Inverter
19: Versorgungsspannungsschalter
20: zweite Stromquelle
21: zweite Stromsenke
22: zweiter Schalter
30: dritte Stromquelle
31: dritte Stromsenke
32: dritter Schalter
41: Leuchtdiode
42: zweite Leuchtdiode
43: dritte Leuchtdiode
44–46: weitere Leuchtdiode
47: erster Ausgang
48: zweiter Ausgang
49: dritter Ausgang
50: Komparator
51: erster Eingang
52: zweiter Eingang
53: Ausgang
54: Referenzspannungsquelle
55: Ableitwiderstand
56: Entladeschalter
57: Entladestromquelle
58: Aufladeschalter
60: zweiter Komparator
61: erster Eingang
62: zweiter Eingang
63: Ausgang
64: Referenzspannungsquelle
65: Ableitwiderstand
66: zweiter Entladeschalter
67: zweite Entladestromquelle
68: zweiter Aufladeschalter
70: dritter Komparator
71: erster Eingang
72: zweiter Eingang
73: Ausgang
74: Referenzspannungsquelle
75: Ableitwiderstand
76: zweiter Entladeschalter
77: zweiter Entladestromquelle
78: dritter Aufladeschalter
90: Steuereinrichtung
91: Ausgang
92: Eingang
93–95: Ausgang
100: erster Eingang
101: Taster
102: zweiter Taster
103: dritter Taster
110: zweiter Eingang
111–113: weiterer Taster
120: dritter Eingang
121–123: weiterer Taster
95: erster Knoten
96: zweiter Knoten
97: dritter Knoten
A: erster Betriebszustand
B: zweiter Betriebszustand
m: Anzahl der Spalten
n: Anzahl der Reihen
SC_1-M: Steuersignal
SCV_1-M: Steuersignal
SR1, SR2, SR3: Steuersignal
t: Zeit
t1–t7: Zeitpunkt
VC1, VC2, VC3: Spannung
VDD: Versorgungsspannung
VLED: Leuchtdiodenspannung
VREF: Referenzspannung
VR1, VR2, VR3: Spannung
VSS: Bezugspotential

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

- US 2006/0284741 A1 [0004]
- US 704234132 [0005]

Claims

Schaltungsanordnung, umfassend – eine Stromquelle (10) zur Versorgung einer Leuchtdiode (41), – einen Komparator (50), der an einem ersten Eingang (51) über einen Taster (101) mit der Leuchtdiode (41) koppelbar ist und dem an einem zweiten Eingang (52) eine Referenzspannung (VREF) zuleitbar ist, und – eine Steuereinrichtung (90), welche die Stromquelle (10) wahlweise in einen ersten Betriebszustand (A) zum Abfragen einer Tasterstellung des Tasters (101) oder in einen zweiten Betriebszustand (B) zum Emittieren von Strahlung mittels der Leuchtdiode (41) versetzt.
Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, bei der die Stromquelle (10) im ersten Betriebszustand (A) inaktiv und im zweiten Betriebszustand (B) aktiv geschaltet ist.
Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 oder 2, bei der ein Anschluss der Leuchtdiode (41) mit der Stromquelle (10) und mit dem Taster (101) gekoppelt ist.
Schaltungsanordnung nach Anspruch 3, bei der die Stromquelle (10) direkt an den Anschluss der Leuchtdiode (41) und der Taster (101) direkt an den Anschluss der Leuchtdiode (41) angeschlossen ist.
Schaltungsanordnung nach Anspruch 3, bei der die Stromquelle (10) direkt an den Anschluss der Leuchtdiode (41) und der Taster (101) über eine Diode (131) oder einen Widerstand (134) oder einen Kondensator (137) an den Anschluss der Leuchtdiode (41) angeschlossen ist.
Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 3 bis 5, bei der die Stromquelle (10) eine Stromsenke (11) und einen Schalter (12) umfasst, die seriell zueinander geschaltet sind und zwischen dem Anschluss der Leuchtdiode (10) und einem Bezugspotentialanschluss (8) angeordnet sind.
Schaltungsanordnung nach Anspruch 6, bei der der Schalter (12) als Umschalter ausgebildet ist, der an einem ersten Anschluss (13) mit der Stromsenke (11), an einem zweiten Anschluss (14) mit einem Versorgungsspannungsanschluss (9) und an einem Ausgangsanschluss (15) mit dem Anschluss der Leuchtdiode (10) gekoppelt ist.
Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, umfassend eine Entladestromquelle (57), die den ersten Eingang (51) des Komparators (50) mit einem Bezugspotentialanschluss (8) koppelt.
Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, umfassend mindestens eine weitere Stromquelle (20, 30) zur Versorgung mindestens einer weiteren Leuchtdiode (42, 43), wobei der erste Eingang (51) des Komparators (50) über mindestens einen weiteren Taster (102, 103) mit der mindestens einen weiteren Leuchtdiode (42, 43) koppelbar ist.
Schaltungsanordnung nach Anspruch 9, bei der die Steuereinrichtung (90) die mindestens eine weitere Stromquelle (20, 30) wahlweise in den ersten Betriebszustand (A) zum Abfragen einer Tasterstellung des mindestens einen weiteren Tasters (102, 103) oder in den zweiten Be triebszustand (B) zum Bereitstellen einer Strahlung mittels der mindestens einen weiteren Leuchtdiode (42, 43) versetzt.
Schaltungsanordnung nach Anspruch 10, bei der die Steuereinrichtung (90) gleichzeitig höchstens eine aus der Menge umfassend die Stromquelle (10) und die mindestens eine weitere Stromquelle (20, 30) in den ersten Betriebszustand (A) versetzt.
Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 9 bis 11, bei der jeweils ein Anschluss der mindestens einen weiteren Leuchtdiode (42, 43) mit der mindestens einen weiteren Stromquelle (10) und mit dem mindestens einen weiteren Taster (102, 103) gekoppelt ist.
Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, umfassend mindestens einen weiteren Komparator (60, 70), der jeweils an einem ersten Eingang (61) über mindestens einen zusätzlichen Taster (111, 121) mit der Leuchtdiode (41) koppelbar ist und dem an einem zweiten Anschluss (52) mindestens eine weitere Referenzspannung (VREF2, VREF3) zuleitbar ist.
Schaltungsanordnung nach Anspruch 13, falls rückbezogen nach Anspruch 9, bei der jeweils der erste Eingang (51) des mindestens einen weiteren Komparators (60, 70) über mindestens einen anderen Taster (112, 113, 122, 123) mit der mindestens einen weiteren Leuchtdiode (42, 43) koppelbar ist.
Verfahren zum Betrieb einer Schaltungsanordnung, umfassend: – Versetzen einer Stromquelle (10) in einen ersten Betriebszustand (A) und Abfragen einer Tasterstellung eines Tas ters (101) mittels eines Komparators (50), der über den Taster (101) mit einer Leuchtdiode (41) gekoppelt ist, – Versetzen der Stromquelle (10) in einen zweiten Betriebszustand (B) zum Versorgen der Leuchtdiode (41) und Bereitstellen einer Strahlung mittels der Leuchtdiode (41).
Verfahren nach Anspruch 15, bei dem eine Spannung an einem ersten Anschluss des Tasters (101) mit einer Referenzspannung (VREF) verglichen wird, wobei ein Anschluss der Leuchtdiode (41) mit dem zweiten Anschluss des Tasters (101) und mit der Stromquelle (41) gekoppelt ist.