DE1524455C

DE1524455C - Arrangement for generating electn signals from over a surface ver divided positions

Info

Publication number: DE1524455C
Authority: DE
Inventors: Wolfgang Dipl Ing 6078 Neu Isenburg Pabst
Original assignee: Licentia Patent Verwaltung^ GmbH, 6000 Frankfurt
Publication date: 1971-04-15

Description

In der Patentanmeldung P 14 99 406.0 (deutsche Auslegeschrift 1 297 910) ist bereits eine Anordnung zur Erzeugung von elektrischen Signalen aus über eine Fläche verteilten Positionen vorgeschlagen, die von einem Feld von sich kreuzenden elektrischen Leitern Gebrauch macht. Die sich kreuzenden Leiter stehen sich mit geringem Abstand gegenüber. Beim Überfahren des Leiterfeldes mit einem einen leichten Druck auf die Leiter ausübenden Element (Stift od.· dgl.) findet entsprechend dem Weg des Elementes eine laufende Kontaktgabe zwischen den verschiedensten sich kreuzenden Leitern statt. Durch die Berührung zweier sich kreuzender Leiter ist eine ganz bestimmte Position der dem Leiterfeld zugeordneten Fläche markiert.In the patent application P 14 99 406.0 (German Auslegeschrift 1 297 910) there is already an arrangement proposed for the generation of electrical signals from positions distributed over an area, the makes use of a field of crossing electrical conductors. The crossing ladder face each other with a small distance. When driving over the ladder field with a light Pressure on the element exerting the conductor (pin or the like) takes place according to the path of the element there is an ongoing contact between the various intersecting ladders. Through the touch of two crossing conductors is a very specific position of the conductor field assigned Marked area.

Um eine elektrische Information solcher Positionen zu gewinnen, wird bei der Anordnung nach der obengenannten Patentanmeldung an die einen Enden der der einen Koordinate (z. B. X) zugeordneten Leiter und an die einen Enden der der anderen Koordinate (Y) zugeordneten Leiter mittels eines Generators abwechselnd ein positives und ein negatives Potential bestimmter Spannung angeschaltet. Während des Betriebes des Generators liegt in einem bestimmten Schaltzustand desselben beispielsweise an allen Af-Leitern eine Spannung von —12 V und an allen F-Leitern eine Spannung von +12V und «in einem anderen Schaltzustand des Generators an allen Z-Leitern eine Spannung von +12 V und an allen y-Leitern eine Spannung von —12 V usf. Die anderen Enden der X- und, F-Leiter sind in bestimmter Weise mit Gatterschaltungen verbunden, durch die Positionen der von dem Leiterfeld umfaßten Fläche elektrisch als nacheinander auftretende X- und Y-Signale abgebildet' werden. Berühren sich ein X- und ein Y-Leiter, so haben beide Leiter Spannungspotential Null. Die an diese beiden Leiter und an einen weiteren X- und F-Leiter angeschlossenen Gatterschaltungen .werden in diesem Fall gemeinsam vom Spannungspotential Null und die eine Gatterschaltung über den AT-Leiter und die andere Gatterschaltung über den F-Leiter in Abhängigkeit vom in Betrieb befindlichen Generator nacheinander mit + 12 und —12 V angesteuert. Alle anderen Gatterschaltungen werden mit +12 und — 12JV an ihren Eingängen angesteuert. Nur die beiden mit 0 und + 12 bzw. —12 V angesteuerten Gatterschaltungen geben im Takt des Generators nacheinander je ein elektrisches Signal aus, durch die die Positionen nach X und Y gekennzeichnet istIn order to obtain electrical information about such positions, in the arrangement according to the above-mentioned patent application, one end of the one coordinate (z. B. X) assigned conductor and one end of the other coordinate (Y) assigned conductor by means of a Alternating generator switched on a positive and a negative potential of a certain voltage. During operation of the generator, for example, in a certain switching state there is a voltage of -12 V on all Af conductors and a voltage of + 12V on all F conductors and «in another switching state of the generator on all Z conductors a voltage of +12 V and on all y-conductors a voltage of -12 V and so on. The other ends of the X and F conductors are connected in a certain way to gate circuits, through the positions of the area covered by the conductor field electrically as X occurring one after the other - and Y signals' are mapped. If an X and a Y conductor touch each other, both conductors have zero voltage potential. The gate circuits connected to these two conductors and to another X and F conductor .will in this case jointly from the voltage potential zero and the one gate circuit via the AT conductor and the other gate circuit via the F conductor depending on the operating mode Generator controlled one after the other with +12 and -12 V. All other gate circuits are controlled with +12 and - 12JV at their inputs. Only the two gate circuits controlled with 0 and +12 or -12 V each output an electrical signal in time with the generator, which indicates the positions according to X and Y.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Anordnung zur Erzeugung von elektrischen Signalen aus über eine Fläche verteilten Positionen zu schaffen, die keinen Taktgenerator benötigt und bei der die beiden, die Position kennzeichnenden Signale gleichzeitig auftreten (Paralleldarstellung), aber auch nacheinander auftreten können.The invention is based on the object of an arrangement for generating electrical signals to create from positions distributed over an area that does not require a clock generator and with the the two signals characterizing the position occur simultaneously (parallel display), but also can occur one after the other.

Damit ist eine universellere Anpassung der Anordnung an etwa nachgeschaltete Einrichtungen erreicht.A more universal adaptation of the arrangement to downstream devices, for example, is achieved in this way.

Durch das deutsche Patent 1 080 592 ist ein Verfahren und eine Einrichtung zur telautografischen Fernübertragung der Lage eines Punktes oder einer zeitlichen Folge der aufeinanderfolgenden Lagen eines bewegten Punktes in einer Schreibfläche bekannt, bei welcher zwei parallel zur Schreibfläche in Abstand voneinander angeordnete und sich kreuzende Koordinatcnvielfachfelder in Form von elastischen Rasterplatte!! verwendet werden mit blanken Koordinatenleitungen oder Rasterstreifen, welche einzeln verteilt "an eine sich an mindestens jeweils einer Querkante oder Randkoordinate ihres Koordinatenvielfachfeldes erstreckende und vorzugsweise streifenförmige Widerstandsbahn angeschlossen sind, wobei durch den Schreibdruck eines Sendestiftes die sich unter dem jeweiligen Druckpunkt kreuzenden Rasterstreifen in mechanisch-elektrischen Kontakt gebracht werden mit einem über den Sendestift oderBy the German patent 1 080 592 is a method and a device for telautographic Remote transmission of the position of a point or a chronological sequence of the successive positions of a moving point in a writing surface known, in which two parallel to the writing surface in Coordinate multiple fields arranged at a distance from one another and crossing one another in the form of elastic Grid plate !! are used with bare coordinate lines or grid strips, which individually distributed "to one at least one transverse edge or edge coordinate of its coordinate multiple field extending and preferably strip-shaped resistance track are connected, with the pressure of a transmitter pen crossing each other under the respective pressure point Grid strips are brought into mechanical-electrical contact with a via the transmitter pen or

ίο über eine leitende Zwischenschicht angeschlossenen __ Pol einer Konstantstromquelle, deren anderer Pol jeweils an einem Ende der Widerstandsbahnen angeschlossen ist, und die so gewonnenen Signalspannungen zur Anzeige und/oder Speicherung der Koordinatenwerte verwendet werden.ίο connected via a conductive intermediate layer __ pole of a constant current source, the other pole of which is connected to one end of the resistance tracks, and the signal voltages obtained in this way are used to display and / or store the coordinate values.

Diese bekannte Einrichtung gibt lediglich analoge quantisierte Signalspannungen aus, so daß beim Einsatz mit digital arbeitenden Anlagen eine Umsetzung dieser quantisierten Signalspannungen in binäre Signale erfolgen muß. Bei Rasterfeldern mit beispielsweise hundert elektrischen Leitern und mehr ergibt sich ein beträchtlicher technischer Aufwand, da Spannungspegelunterschiede von <l°/o sicher ausgewertet werden müssen.This known device outputs only analog quantized signal voltages, so that when used With digitally working systems, a conversion of these quantized signal voltages into binary signals must be done. In the case of grid fields with, for example, a hundred electrical conductors and more, the result a considerable technical effort, since voltage level differences of <1% must be reliably evaluated.

Durch die Erfindung wird erreicht, daß bereits dem Koordinaten-RastetfeJd binäre Signale (L oder 0) entnehmbar sind.The invention ensures that binary signals (L or 0) are removable.

Die Erfindung bezieht sich auf eine Anordnung zur Erzeugung von elektrischen Signalen aus über einer Fläche verteilten.Positionen mittels der Fläche zugeordneter, sich mit Abstand kreuzender und berührbarer elektrischer Leiter, deren eines Ende jeweils über einen Widerstand mit einer Spannungs-The invention relates to an arrangement for generating electrical signals from over positions distributed over a surface by means of the surface assigned, at a distance crossing and touchable electrical conductor, one end of each via a resistor with a voltage

. quelle .fest verbunden ist. Die Erfindung besteht darin, daß jeder Leiter einer Koordinate über jeweils einen Widerstand fest an eine erste Spannung bestimmter Polarität und jeder Leiter der anderen Koordinate über jeweils einen Widerstand fest an eine zweite Spannung von zur ersten Spannung entgegengesetzter Polarität geschaltet ist und daß jeder Leiter der beiden Koordinaten. an eine spannungsempfindliche Schaltung geschaltet ist, die bei Kontaktgabe. source. is firmly connected. The invention consists in that each conductor has a coordinate over each a resistor fixed to a first voltage of a certain polarity and each conductor to the other coordinate Fixed to a second voltage of the opposite voltage to the first voltage via a resistor in each case Polarity is switched and that each conductor of the two coordinates. to a tension-sensitive Circuit is switched on when contact is made

■ des mit ihr verbundenen" Leifers mit einem der die-. sen kreuzenden Leiter durch die an ihrem Eingang auftretende Potentialänderung ein Signal erzeugt. . Einer weiteren Ausbildung entsprechend ist die spannungsempfindliche Schaltung eine Diodenschaltung. Zweckmäßig ist die' Drodenschaltung als Gatter-■ of the “Leifers” associated with it with one of the die-. sen crossing conductors generated a signal by the change in potential occurring at their input. . According to a further embodiment, the voltage-sensitive circuit is a diode circuit. It is useful to use the 'Drode circuit as a gate

·■·■ schaltung mit zwei Eingängen ausgebildet, an den einen Eingang ist der zugeordnete Leiter geschaltet, und an den anderen Eingang ist eine die Gatterschaltung freigebende Schaltspannung geschaltet.· ■ · ■ circuit designed with two inputs to the The assigned conductor is connected to one input, and the gate circuit is connected to the other input enabling switching voltage switched.

Die Erfindung wird an Hand eines in der Zeichnung schematisch dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert.The invention is based on an exemplary embodiment shown schematically in the drawing explained in more detail.

In der F i g. 1 ist ein Leiterfeld F dargestellt, das im vorliegenden Beispiel nur aus je zehn Leitern Jr₁ bis χ.* und y_x bis y₁₀ besteht, in der Praxis selbstverständlich aus viel mehr Leitern besteht. Die Leiter X₁ bis X₁₀ sind über Widerstände R fest an eine Spannung von +12 V geschaltet und die Leiter y, bis y₁₀ über Widerstände R' fest an eine Spannung von — 12 V. Die den Widerständen R abgekehrten Enden der Leiter X₁ bis x_i0 sind beispielsweise an Gatter-In FIG. 1 shows a conductor field F , which in the present example only consists of ten conductors Jr ₁ to χ. * And y _x to y ₁₀ , in practice, of course, consists of many more conductors. The conductors X ₁ to X ₁₀ are connected through resistors R fixed at a voltage of +12 V and the conductor y to y ₁₀ via resistors R 'fixed at a voltage of - 12 V. The resistors R remote ends of the conductors X ₁ to x _i0 are, for example, at gate

schaltungen V₁ bis v₎₀ geführt, die den Widerständen R' abgekehrten Enden der Leiter V₁ bis y₁₀ sind an weitere Gatterschaltungen Zi₁ bis Zi₁₀ geführt. An sämtlichen Gatterschaltungen v, bis V₁₀ ist einecircuits V ₁ to v _{) 0} , the ends of the conductors V ₁ to y ₁₀ facing away from the resistors R ' are led to further gate circuits Zi ₁ to Zi ₁₀ . There is one on all of the gate circuits v to V ₁₀

Schaltspannung (von + 12 nach 0 V) gelegt, und an sämtliche Gatterschaltungen Zi₁ bis Zj₁₀ ist ebenfalls eine Schaltspannung (von — 12 nach OV) gelegt.Switching voltage (from +12 to 0 V) is applied, and a switching voltage (from -12 to OV) is also applied _{to all gate circuits Zi 1} to Zj _10.

Die Leiter* haben einen geringen Abstand von den Leitern y. Das Leiterfeld F kann durch ein Blatt od. dgl. abgedeckt sein.The conductors * have a small distance from the conductors y. The conductor field F can through a sheet or the like. Be covered.

Wird mit einem geeigneten Element (Stift od. dgl.), das einen örtlich begrenzten Druck auf das Leiterfeld ausübt, die eingezeichnete Kurve entlanggefahren, so werden an den eingetragenen Punkten 1 bis 10 ganz bestimmte X-Leiter mit ganz bestimmten Y-Leitern vorübergehend Kontakt machen. Jeder Punkt 1 bis 10 nimmt dadurch nacheinander das Spannungspotential Null an.If a suitable element (pen or the like) that exerts a localized pressure on the conductor field is used to drive along the curve drawn, specific X conductors are temporarily in contact with specific Y conductors at points 1 to 10 do. Each point 1 to 10 thereby successively assumes the voltage potential zero.

Ist beim Abfahren dieser Punkte die Schaltspannung der Gatterschaltungen V₁ bis V₁₀ von +12 auf OV geändert und die der Gatterschaltungen Zi₁ bis Zi₁₀ von —12 auf 0 V, so geben beim Nachfahren des Kurvenzuges stets nur zwei bestimmte Gatterschaltungen ν und h an ihrem Ausgang A, A' ein Signal ab, wie es für die zehn Punkte der dargestellten Kurve an die Ausgänge Λ und A' der Gatterschaltungen angeschrieben ist.If the switching voltage of the gate circuits V ₁ to V _{10 is changed} from +12 to OV and that of the gate circuits Zi ₁ to Zi ₁₀ from -12 to 0 V when following the curve, there are always only two specific gate circuits ν and h at their output A, A 'from a signal, as it is written for the ten points of the curve shown at the outputs Λ and A' of the gate circuits.

Das zeitliche Auftreten der X- und Y-Signale der Gatterschaltungen ist durch die Schaltspannungen frei wählbar.The timing of the X and Y signals of the gate circuits can be freely selected by the switching voltages.

Die F i g. 2 zeigt eine mögliche Ausbildung der_ Gatterschaltungen ν und h. srThe F i g. 2 shows a possible design of the gate circuits ν and h. sr

Angedeutet ist ein Teil des Leiterfeldes F mit gedrücktem Punkt 2. Der Eingangskreis der Gatterschaltungeri h besteht aus zwei Dioden 11, 12, die mit ihren Anoden an einen Widerstand 13 geschaltet sind, mit dem ein Widerstand 14 in Reihe geschaltet ist, der an einer positiven Spannung (+12V) liegt. Der Verbindungspunkt der Widerstände 13, 14 ist an die Basis eines NPN-Transistors 15 geführt, dessen Kollektor über einen Kollektorwiderstand 16 an eine negative Spannung (—12 V) geführt ist. Der Emitter des Transistors 15 liegt auf Nullpotential (0 V). Vom am Kollektor liegenden Ausgang A' wird das eine Koordinatensignal Y 4 abgenommen.Part of the conductor field F is indicated with the point 2 pressed. The input circuit of the Gatterschaltungeri h consists of two diodes 11, 12, which are connected with their anodes to a resistor 13, with which a resistor 14 is connected in series, which is connected to a positive one Voltage (+ 12V) is present. The connection point of the resistors 13, 14 is led to the base of an NPN transistor 15, the collector of which is led to a negative voltage (-12 V) via a collector resistor 16. The emitter of transistor 15 is at zero potential (0 V). One coordinate signal Y 4 is taken from the output A 'at the collector.

Ist Punkt 2 nicht gedrückt und ist kein Schaltsignal am Eingang e₂ vorhanden, so liegen beide Dioden 11, 12 an —12 V und sind leitend. Damit erhält die Basis des Transistors 15 negative Vorspannung, und dieser ist ebenfalls leitend. Der Ausgang Λ' liegt auf etwa OV. Wird im Punkt 2 gedrückt, so ergibt sich auf der Eingangsleitung e^ Nullpotential. Da die Diode 12 an —12 V liegt, ändert sich am Schaltzustand der Gatterschaltung noch nichts. Ändert sich die an der Leitung e₂ liegende Schaltspannung von —12 auf 0 V, dann wird der Transistor 15 nichtleitend, und am Ausgang Λ' tritt ein Signal entsprechend y₄ der Position 2 auf.If point 2 is not pressed and there is no switching signal at input e ₂ , both diodes 11, 12 are at -12 V and are conductive. This gives the base of transistor 15 a negative bias, and this is also conductive. The output Λ 'is at about OV. If you press in point 2, the result is e ^ zero potential on the input line. Since the diode 12 is at -12 V, nothing changes in the switching state of the gate circuit. If the switching voltage on line e _{2 changes} from -12 to 0 V, transistor 15 becomes non-conductive and a signal corresponding to y ₄ of position 2 occurs at output Λ '.

Die Gatterschaltung ν besteht aus zwei gegenüber der Gatterschaltung h umgekehrt gepolten Dioden 21, 22, mit denen zwei Widerstände 23, 24 in Reihe geschaltet sind. Der Widerstand 24 liegt einseitig an .—12 V.. An den Verbindungspunkt dieser Widerstände ist die Basis eines PNP-Trarisistors 25 geschaltet, dessen Kollektorwiderstand 26 an +12V geschaltet ist. Vom Kollektor ist der Ausgang A abgenommen.The gate circuit ν consists of two diodes 21, 22 with reversed polarity in relation to the gate circuit h , with which two resistors 23, 24 are connected in series. The resistor 24 is applied on one side - 12 V .. The base of a PNP Trarisistor 25 is connected to the connection point of these resistors, the collector resistor 26 of which is connected to + 12V. Output A is taken from the collector.

Ist der Punkt 2 nicht gedrückt und ist keine Schaltspannung am Eingang e₄ vorhanden, so liegen beide Dioden 21, 22 an +12V, und diese sind leitend. Dadurch ist auch der Transistor 25 leitend, und der Ausgang A liegt auf etwa Nullpotential. Wird der Punkt 2 gedrückt, so entsteht an der Leitung e₃ Nullpotential, und die Diode 21 wird nichtleitend. Der Zustand der Gatterschaltung ν ändert sich noch nicht. Ändert sich die Schaltspannung an der Leitung e₄ von +12 auf 0 V, so wird auch die Diode 22 nichtleitend. Damit erhält der Transistor 25 negative Vorspannung und wird ebenfalls nichtleitend. Am Ausgang A tritt damit ein Signal entsprechend X 2 der Position 2 auf.If point 2 is not pressed and there is no switching voltage at input e ₄ , both diodes 21, 22 are at + 12V, and these are conductive. As a result, the transistor 25 is also conductive and the output A is at approximately zero potential. If point 2 is pressed, zero potential arises on line e ₃ , and diode 21 becomes non-conductive. The state of the gate circuit ν does not change yet. If the switching voltage on line e _{4 changes} from +12 to 0 V, diode 22 also becomes non-conductive. The transistor 25 thus receives a negative bias voltage and also becomes non-conductive. A signal corresponding to X 2 of position 2 occurs at output A.

ίο Die Position 2 ist damit durch zwei Signale Y 4 und X 2 eindeutig gekennzeichnet.ίο Position 2 is clearly identified by two signals Y 4 and X 2.

In beiden Schaltungen kann die Ansteuerung durch Schaltspannungen an den Eingängen e₂, e₄ auch entfallen. Die Ansteuerung durch Schaltspannungen verfolgt lediglich den Zweck, daß an den Ausgängen Λ, A' ein Signal erst auf Befehl (Schaltspannung wirksam) auftreten soll. Eine solche Anordnung ist beispielsweise zweckmäßig, wenn die Ausgangssignale der Gatterschaltungen ν und h vonIn both circuits, control by switching voltages at inputs e ₂ , e _{4 can} also be omitted. The control by switching voltages only pursues the purpose that a signal should only appear at the outputs Λ, A ' on command (switching voltage effective). Such an arrangement is useful, for example, when the output signals of the gate circuits ν and h of

ao Rasterlinien gleicher Kennzeichnung (z. B. x₄ und y₄) über eine Oderverknüpfung zusammengefaßt und in zeitlich serieller Darstellung auf einer gemeinsamen Leitung übertragen oder einer gemeinsamen Kodiermatrix zugeführt werden sollen. Die unterschiedliche Polarität der Signalpegel der Ausgänge Λ und A' kann leicht durch eine jeweils A oder A' nachge-.schaltete Umkehrstufe aneinander angepaßt werden.ao grid lines with the same identification (e.g. x ₄ and y ₄ ) are to be combined via an OR link and transmitted in a chronological serial representation on a common line or supplied to a common coding matrix. The different polarity of the signal levels of the outputs Λ and A ' can easily be matched to one another by means of an inverting stage connected downstream of A or A'.

Werden die Eingänge e₂, e₄ und die zugeordnetenIf the inputs e ₂ , e ₄ and the assigned

Dioden 12, 22 fortgelassen, so ergibt sich sofort bei Kontaktgabe der Leiter Jt₂ und y₄ an den Ausgängen A und A' ein Signal, da bei der Schaltung h die Diode 11 von —12 auf 0 V und bei der Schaltung ν die Diode 21 von +12 V ebenfalls auf 0 V geschaltet wird. Die Diode 11 wird nichtleitend, wodurch der Transistor 15 über den Widerstand 14 positiv vorgespannt und ebenfalls nichtleitend wird, so daß an dessen Ausgang A' ein Signal auftritt. Die Diode 21 ist auch nichtleitend geworden, und damit wird der Transistor 25 über den Widerstand 24 negativ vorgespannt und entsprechend nichtleitend, so daß auch an dessen Ausgang A ein Signal auftritt.If the diodes 12, 22 are omitted, _{a signal results immediately when the conductors Jt 2} and y _{4 make} contact at the outputs A and A ' , since in circuit h the diode 11 changes from -12 to 0 V and in circuit ν the diode 21 is also switched from +12 V to 0 V. The diode 11 becomes non-conductive, as a result of which the transistor 15 is positively biased via the resistor 14 and also becomes non-conductive, so that a signal appears at its output A '. The diode 21 has also become non-conductive, and thus the transistor 25 is biased negatively via the resistor 24 and is correspondingly non-conductive, so that a signal also appears at its output A.

Damit die Signale, an den Ausgängen Λ, A' auftreten, werden also nicht unbedingt besondere, die •Schaltungen Λ und--ν freigebende Schaltspannungen benötigt.So that the signals appear at the outputs Λ, A ' , special switching voltages that release the • circuits Λ and - ν are not necessarily required.

Claims

Patent claims:

An arrangement for generating electrical signals from positions distributed over an area by means of electrical conductors that are assigned to the area, intersect at a distance and can be touched, one end of which is permanently connected to a voltage source via a resistor, characterized in that each conductor (x _t to X ₁₀ ) of a coordinate (X) via a resistor (R) fixed to a first voltage of certain polarity (+ 12V) and each conductor (y. to V ₁₀ ) of the other coordinate (Y) via a resistor (# ' ) is permanently connected to a second voltage of opposite polarity to the first voltage (-12 V) and that each conductor (x. to X ₁₀ , y _t to y ₁₀ ) of the two coordinates (X, Y) ah a voltage-sensitive circuit (V ₁ to V ₁₀ , Zj ₁ to

Zi ₁₀ ) is switched, which generates a signal when the conductor connected to it makes contact with one of the conductors crossing this through the change in potential occurring at its input.

2. Arrangement according to claim JL, characterized in that the voltage-sensitive Circuit is a diode circuit.

3. Arrangement according to claim 1 and 2, characterized in that the diode circuit is designed as a gate circuit with two inputs that one input of the associated Conductor switched and at the other input a gate circuit releasing Switching voltage is switched.

1 sheet of drawings