DE2048136B2 - Elektronischer Tastschalter für Fernmelde-, insbesondere Fernsprechanlagen - Google Patents

Description

:ers anzeigendes Signal liefert und daß mit Aiiftre ten dieses Ausgangssteuersignals jeweils für die Dauer der Tastbetätigung ein weiterer Teil (Ri) des Spannungsteilers wirksam geschaltet und infolge

am Ausgang (A) ein die Betätigung des Tastschal- 25 Bedienung von Tastschaltern, deren Betätigung im Gegensatz zu den mechanisch arbeitender Tasten keinen Arbeitsaufwand erfordert und keinen vergleichbaren Druckpunkt aufweisen. Es kann deshalb durch gering-_ϋμο,,,,,,₆^^ „,._... ₆.__ „,.„ ......₆. fügige Zitterbewegungen zu ungewollten Mehrfachbe-

der damit verbundenen Widerstandsänderung die 30 tätigungen des elektronischen Tastschalters kommen.

was in vielen Anwendungsfällen untragbar ist.

Die vorliegende Erfindung betrifft nun gleichfalls einen elektronischen Tastschalter für Fernmelde-, insbesondere Fernsprechanlagen, bestehend aus einem in einem Wechselstromkreis liegenden, durch Fingerberührung veränderbaren kapazitiven Widerstand und einem Gleichspannungsschaltverstärker zur Auswertung der im Wechselstromkreis infolge Berührung des kapazitiven Widerstandes auftretenden Spannungsän-

Empfindlichkeit des Tastschalters verringert wird.

2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, daß die dem Spannungsteiler (Ri/R2/R3) zugeleitete Steuerspannung am kapazitivem Steuerv/iderstand (T) des Wechselstromkrei ses abgegriffen wird.

3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Spannungsieiler (RMR2/R3) Bestandteil eines Impedanzwandler

(71) ist. dessem Eingang die im Wechselstromkreis 40 derungen. Aufgabe der Erfindung ist es, die Funktionssicherheit gegenüber bekannten elektronischen Tastschaltern bei einfachen Dimensionierungsbedingungen zu erhöhen. Dies wird gemäß der Erfindung dadurch erreicht, daß die an einem Widerstand des Wechsel-45 Stromkreises abfallende Spannung gleichgerichtet und gegebenenfalls verstärkt einen mehrteiligen ohmschen Spannungsteiler im Eingangskreis des Gleichspannungsschaltverstärkers zugeleitet wird, daß der an einem Teil dieses Spannungsteilers im unbetätigten Zu

abgegriffene Wechselspannung zugeleitet wird

4. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß zur Speicherung des ermittelten Spannungswertes dem den Spannungsabfall liefernden Teil (R3) des Spannungsteilers ein Kondensator (C) über eine Diode (D) parallel geschaltet ist und daß der Eingangssteuerkreis des Gieichspannungsschaltverstärkers (72/73/Γ4) parallel zu der Diode (D) und einem

Teil (R2) des Spannungsteilers angeordnet ist.

weiteren, zwischen zwei Teilerpunkten liegenden 50 »tand des Tastschalters auftretende Spannungsabfall jeweils ermittelt und dessen We-t gespeichert wird, daß lediglich bei einer gegenüber diesem gespeicherten Wert in vorgegebener Größe auftretenden Änderung der mit einem anderen Teil des Spannungsteilers ge-55 koppelte Gleichspannungsverstärker aufgesteuert wird und am Ausgang ein die Betätigung des Tastschalters anzeigendes Signal liefert und daß mit Auftreten dieses Ausgangssteuersignals jeweils für die Dauer der Tastbetätigung ein weiterer Teil des Spannungsteilers wirk-

Zur Auslösung von Schaltvorgängen in Fernmelde-, insbesondere Fernsprechanlagen werden unter anderem Schallerelemente in Form von Tasten. Druckkopftastern od. dgl. benötigt. Im Gegensatz zu Tastschal

mil mechanischer Kontaktsteuerung sind neuer- to sam geschaltet und infolge der damit verbundenen

dings elektronische Tastschalter entwickelt worden, bei denen durch Berührung einer vorgegebenen Tastfläche der Scheinwiderstand eines Wechselstromkreises verändert und auf Grund dieser Änderung der gewünschte .Schaltvorgang ausgelöst wird. Die Auswertung der Scheinwidcrstiindsänderung kann durch eine Glimmlampe oder Kaltkathodenröhre erfolgen, über die dann cm Rcliiis oder ein Fotowiderstand gesteuert wird. Eine Widerstandsänderung die Empfindlichkeit des Tastschalters verringert wird.

Im Gegensatz zu den bisherigen bekannten elektronischen Tastschaltern weist der neue Tastschalter keine starre Ansprechschwelle auf. sondern der Bezugspunkt für die Ansprechschwelle wird unabhängig von den übrigen Randbedingungen durch Speicherung des im Ruhezustand ermittelten Spannungswertes gewonnen. Le-

diglich eine Änderung von vorgegebener Größe gegenüber diesem gespeicherten Spannungswert führt zu einem Ansprechen des Schalters. Der neue Tastschalter ist damit im praktisch wichtigen Bereich unabhängig von Toleranzen der Größe und Umgebung der Tastfläehe, der Spannung und Frequenz des Wechselstromgenerators, sowie vom übrigen Aufbau und den Schaltkreiskapazitäten. Entsprechend einfacher gestaltet sich die Dimensionierung dieses Tastschalters. Die Herabsetzung der Empfindlichkeit des Tastschalter-, nach An sprechen führt weiterhin dazu, daß zur Beendigung der Tastbetätigung der Finger wei'er von der Tastfläche entfernt sein muß, als es zur Betätigung des Tastschalters erforderlich ist. Die gewollte Mehrfachbetätigung ein und derselben Taste setzt also die gewollie Entfernung des auslösenden Fingers voraus, was gleichzeitig zur Folge hat, daß ungewollte Mehrfachbetätigunen durch Zitterbewegungen weitgehend unterdrückt werden. Der Betrieb solcher elektronischer Tastschalter kann daher gleichfalls sicherer gestaltet werden, zumal durch einfache Änderung der Widerstandsverhältnisse eine Anpassung an individuelle Tastgewohnheiten möglich ist. Der verwendete Spannungsteiler ermöglicht dabei in einfachster Weise die Verknüpfung aller Schaltfunktionen miteinander.

Die dem Spannungsteiler zugeleitete Steuerspannung wird zweckmäßig am kapazitiven Steuerwiderstand des Wechselstromkreises abgegriffen, da in diesem Falle auch bei über Erde verlaufenden Schaltstromkreisen sich die günstigsten Dimensionierungs-Verhältnisse ergeben. Auch ist es zweckmäßig, den Spannungsteiler als Bestandteil eines Impedanzwandlers auszubilden, dessem Eingang die im Wechselstromkreis abgegriffene Wechselspannung zugeleitet wird, da so in einfachster Weise eine Leistungsanpassung an den Auswertekreis gegeben ist.

Eine sehr einfache Schaltungsanordnung gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ergibt sich, wenn zur Speicherung des ermittelten Spannungswertes dem den Spannungsabfall liefernden Teil des Spannungsteilers ein Kondensator über eine Diode parallel geschaltet ist und der Eingangssteuet kreis des Gleichspannungsverstärkers parallel zu der Diode und einem weiteren zwischen zwei Teilerpunkten liegenden Teil des Spannungsteilers angeordnet ist.

Weitere Einzelheiten der Erfindung seien nachfolgend an Hand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert:

Der linke Teil der Figur zeigt mit dem Wechselstromgenerator G, einem Stabiüsierungswidcrstand Rv und der als Kondensator ausgebildeten Tastfläche T den Wechselstromkreis des Tastscha'ters. Die an der Tastfläche 7" abfallende Spannung liegt zugleich an der Basis des als Impedanzwandler und Gleichrichter wirkenden Transistors 71, so daß an dem den Emmitterwiderstand bildenden Spannungsteiler mit den Widerständen RX, R2 und R3 und einem parallel geschalteten Siebkondensator eine der Eingangswechselspannung proportionale Gleichspannung auftritt Im Ruhezustand des Tastschalters ist der durch den Spannungsteiler fließende Strom am größten. Der dabei am Widerstand /S3 abfallende Spannungwert wird durch den parallel geschalteten Kondensator C gespeichert Dieser Kondensator liefert damit einen individuellen Bezugspunkt für die Bewertung der Scheinwiderstandsänderung im Wechselstromkreis des Tastschalter^ Der Widerstand Rl liefert die Steuerspannung für den aus den Transistoren 72, sowie 73 und 74 bestehenden Gleichspannungsschaltverstärker. Der Widerstand Al des Spannungsteilers ist durch die Schaltstrecke des Transistors 75 überbrückt, der abhängig von dem am Ausgang A des Tastschalters auftretenden Steuerpotential beeinflußt wird. Im Ruhezustand des Tastschalter^ ist der Transistor 72 infolge des negativeren Potentials am Emitter gesperrt, so daß auch die Transistoren 73 und 74 gesperrt sind. Am Ausgang A des Tastschalters ist ein negatives Potential wirksam. Dadurch ist der Transistor 75 aufgesteuert und der Widerstand Ri des Spannungsteilers kurzgeschlossen.

Mit Berührung der Tastfläche T wird der Scheinwiderstand des Wechselstromkreises geändert und damit die an der Basis des Transistors 71 wirksame Spannung herabgesetzt. Die Folge ist ein geringerer Stromfluß durch den Spannungsteiler im Emitterkreis des Transistors 71, so daß das Potential an dem zwischen den Widerständen RX und Rl liegenden Teilerpunkt des Spannungsteilers gegenüber dem durch den Kondensator Cbedingten Basispotential des Transistors 72 positv und dieser schließlich aufgesteuert wird. Damit werden auch die Transistoren 73 und 74 leitend. Das Potential am Ausgang A des Tastschalters wird sprungartig geändert und kennzeichnet so die Betätigung des Tastschalters. Gleichzeitig wird der Transistor 75 gesperrt und damit der Kurzschluß für den Widerstand Ri des Spannungsteilers aufgehoben. Infolge der Vergrößerung des Gesamtwiderstands des Spannungsteilers ist eine Änderung des Schaltzustandes des Tastschalters nunmehr mehr nur möglich, wenn der die Betätigung auslösende Finger in einem Maße von der Tastfläche entfernt wird, daß auf Grund der dadurch bedingten Widerstandsänderung im Wechselstromkreis das an dem Teilerpunkt zwischen den Widerständen RX und Rl auftretende Potential wiederum negativ gegenüber dem Basispotential des Transistors 72 wird. Zum Einschalten des Tastschalters muß also der Finger viel näher an die Tastfläche herangebracht werden, als es beim Ausschalten des Tastschalters erforderlich ist. Das Schaltverhalten des Tastschalters ähnelt damit dem eines Relais, bei dem bekanntlich der Haltewert niedriger liegt als der Ansprechwert. Das Schaltverhalten ist dabei im wesentlichen von den Widerstandsverhältnis sen Rl: (Rl+Ri) und RX. [RX +Rl+RS) bestimmt. Alle übrigen Einflüsse sind dagegen weitgehend vernachlässigbar, so daß insgesamt sehr günstige Dimensionierungsverhältnisse gegeben sind.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentansprüche:

   J. Elektronischer Tastschalter für Fernmelde-, insbesondere Fernsprechanlagen, bestehend aus einem in einem Wechselstromkreis liegenden, durch Fingerberührung veränderbaren kapazitiven Widersland und einem Gleichspannungsschaltverstärker zur Auswertung der im Wechselstromkreis infolge Berührung des kapazitiven Widerstandes auftretenden Spannungsänderungen, dadurch gekennzeichnet, daß die an einem Widerstand (z B. T) des Wechselstromkreises abfallende Spannui.g gleichgerichtet und gegebenenfalls verstärkt einem mehrteiligen ohmschen Spannungsteiler (RMR2IR3) zugeleitet wird, daß der an einem Teil (R3) dieses Spannungsteilers im unbetätigten Zustand des Tastschalters auftretende Spannungsabfall jeweils ermittelt und dessen Wert gespeichert wird, daß lediglich bei einer gegenüber diesem gespeicherten Wert in vorgegebener Größe auftretenden Änderung der mit einem anderen Teil (R2) des Spannungsteilers gekoppelte Gleichspannungsschaltverstärker (72/73/74) aufgesteuert wird und andere Möglichkeit ist durch die Verwendung eines Gleichspannungsschaltverstärkers gegeben, dem die Steuerwechselspannung nach Gleichrichtung zugeführt wird

   So vorteilhaft derartige kontaktlose Tastschalter gegenüber den herkömmlichen Schalterelementen mit mechanischen Kontakten auch erscheinen, so bereitet doch der Einsatz für Steuerzwecke in Fernmeldeanlagen noch erhebliche Schwierigkeiten. Diese sind darin begründet, daß im allgemeinen die Steuerfunktion sowohl bei feuchten Fingern als dem einen Grenzfall als auch bei behandschuhten Fingern als dem anderen Grenzfall erfüllt werden soll, so daß die zum Schalten ausnutzbare Scheinwiderstandsänderung nur gering Lt.

   Hinzu kommt, daß die für die Aussteuerung eines vorgegebenen Schaltkreises erforderliche Scheinwiderstandsänderung bei Berührung des kapazitiven Widerstands durch die jeweilige Anordnung des Schalterelements bezogen auf das beeinflussende Erdpotential

   sehr stark beeinträchtigt wird. Eine einheitliche Dimensionierung von Schaltkreisen für Steuereinrichtungen ist daher nur bei entsprechender Abschirmung der Schalterelemente gegen Erde möglich. Eine weitere Schwierigkeit ergibt sich aus der Unsicherheit bei der