DE3429309A1 - Elektronische dateneingabe-tastatur mit galvanische kontakte aufweisenden tasten - Google Patents
Elektronische dateneingabe-tastatur mit galvanische kontakte aufweisenden tastenInfo
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- H03M11/00—Coding in connection with keyboards or like devices, i.e. coding of the position of operated keys
- H03M11/003—Phantom keys detection and prevention
Description
PHILIPS PATENTVERWALTUNG GMBH PHD 84-119
"Elektronische Dateneingabe-Tastatur mit galvanische Kontakte aufweisenden Tasten"
Die Erfindung bezieht sich auf eine elektronische Dateneingabe-Tastatur
mit galvanische Kontakte aufweisenden Tasten, die Kreuzungen einer Leitungsmatrix aus einer
Anzahl Spaltenleitungen und einer Anzahl Zeilenleitungen zugeordnet sind und bei Betätigung jeweils eine der
Spaltenleitungen mit einer der Zeilenleitungen über ein in Serie mit dem Kontakt geschaltetes Entkopplungselement
koppeln, wobei die Leitungen der einen Matrix-Koordinate (z.B. Spaltenleitungen) nacheinander aus einer Steuerschaltung
mit einem Abtastimpuls beaufschlagt und die Leitungen der anderen Matrix-Koordinate (z.B. Zeilenleitungen)
mittels einer Auswerteschaltung auf das Auftreten des Abtastimpulses abgefragt werden.
Eine solche Tastatur ist allgemein bekannt, beispielsweise aus der Zeitschrift "Computer Design" Oktober 1982,
Seiten 137 bis 142.
Darin wird berücksichtigt, daß bei Tastaturen für die Dateneingabe heute allgemein eine Eigenschaft verlangt
wird, die "N-key Rollover" genannt wird. Hierunter versteht man die Fähigkeit der Tastatur, beim Druck auf eine
Taste stets das richtige, dieser Taste zugeordnete elektrische Signal abzugeben, ohne Rücksieht darauf, ob etwa
vorher gedruckte Tasten inzwischen wieder losgelassen wurden oder nicht. Das Symbol N soll dabei aussagen, daß
es beliebig viele (N) Tasten sind, die niedergehalten werden können, ohne daß die Funktion der (N+1)ten Taste
gestört wird. Ein solches Verhalten der Tastatur wird heute für schnelles, beidhändiges Schreiben für uner-
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läßlich gehalten, weil bei gewissen Sequenzen über eine Anzahl Anschläge hinweg die Tasten in schnellerer
Folge angeschlagen als losgelassen werden und dadurch zeitweilig mehrere Tasten gleichzeitig niedergedrückt
sind, ohne daß bei der Erkennung der Reihenfolge, in der sie betätigt wurden, Fehler auftreten dürfen.
Das Schaltbild der bekannten Anordnung ist in Fig. 1 dargestellt. Diese zeigt als Beispiel eine kleine Matrix mit
vier Spalten S1 bis S4 und vier Zeilen Z1 bis Z4. An jedem der sechzehn Kreuzungspunkte kann ein Tastenschalter angeordnet
sein, der in geschlossenem Zustand die jeweilige Spaltenleitung mit der zugehörigen Zeilenleitung über eine
Diode als Entkopplungselement verbindet. In Fig. 1 sind als Beispiel drei geschlossene Schalter durch die
Dioden 22, 24 und 42 angedeutet. Die Kontakte an den übrigen Kreuzungspunkten der Matrix sind zur Erläuterung
als geöffnet angenommen und der Übersichtlichkeit halber nicht dargestellt.
Die Steuerelektronik besteht aus einem Steuerteil ST, der einen Abtastimpuls in zyklischer Folge an die Spaltenleitungen
legt, und aus dem Abfrageteil A, der sämtliche Zeilenleitungen auf das Auftreten des Abtastimpulses überwacht.
Vorzugsweise werden heute Steuer- und Abfrageteil gemeinsam durch einen integrierten Mikroprozessor realisiert,
der zusätzlich noch weitere Aufgaben übernimmt.
Beaufschlagt nun, wie in Fig. 1 angedeutet, der Steuerteil ST die Spalte S1 mit dem Abtastimpuls, so wird der
Abfrageteil A an keiner der vier Zeilen Z1 bis Z4 ein Impulspotential feststellen, weil keine leitende Verbindung
zwischen S1 und Z1 bis Z4 besteht.
- Ir- $~ PHD 84-119
Beaufschlagt der Steuerteil ST zu einem anderen Zeitpunkt
die Spalte S2 mit dem Impuls, so wird der Abfrageteil A an den Zuleitungen Z2 und Z4 ein Impulspotential feststellen,
weil entsprechende leitende Verbindungen vorhanden, nämlich die Tasten 22 und 24 gedrückt sind.
Ebenso wird bei Beaufschlagung von S4 mit dem Abtastimpuls ein Impulspotential an Z2 festgestellt werden, entsprechend
der vorhandenen Verbindung, d.h. der gedrückten Taste 42. Falls die Dioden nicht vorhanden wären, würde
in diesem Fall aber auch, ganz unerwünscht, das Impulspotential an Z4 erscheinen. Man kann nämlich aus der Figur
ablesen, daß dann eine leitende Verbindung von S4 nach Z2, von dort nach S2 und von dort nach Z4 vorhanden wäre. Das
bedeutet also, daß die Abfrageschaltung reagiert, als sei
auch die Taste bei S4, Z4 geschlossen, obwohl dies gar nicht der Fall ist. Man bezeichnet solche Stellen in einer
Schaltermatrix als "Phantome" oder "Geistertasten". Immer, wenn unter einer Anzahl gleichzeitig gedrückter Tasten
drei die Eckpunkte eines Rechteckes bilden, stellt der vierte Eckpunkt ein solches Phantom dar. Durch die Dioden
werden solche Phantome vermieden, denn in dem beschriebenen Beispiel verhindert die Diode in Reihe mit der
Taste 22 eine Rückwirkung auf die Spalte S2.
Für die Realisierung von Tastenschaltern mit galvanischen Kontakten sind verschiedene Möglichkeiten bekannt. Ein
Beispiel einer galvanischen Tastatur, die in der eingangs genannten Druckschrift angegeben ist, ist die Membran-Tastatur.
Hier sind die Kontaktpunkte gemeinsam mit den Verbindungsleitungen in Form von Flächenelementen aus
elektrisch leitendem, siebdruckfähigem Material auf Kunststoffolien aufgedruckt. Die Kontaktflecken zweier Folien
liegen einander zugewandt gegenüber, getrennt durch eine 5 Abstandsfolie, die im Bereich jedes Kontaktfleckens ge-
- <C- Q - PHD 84-119
locht ist. Drückt man auf einen Kontaktflecken, so berührt
dieser durch das Loch in der Abstandsfolie hindurch den Kontaktflecken der gegenüberliegenden Folie.
Bei einer derartigen Membran-Tastatur ist es jedoch praktisch nicht möglich, Dioden mit dem durch Siebdruck
hergestellten Leitermuster einer solchen Kunststoffolie zu
verbinden. Löten scheidet aus wegen der Temperaturempfindlichkeit der Folie und der Siebdruckpasten. Das "Bonden"
von Chip-Dioden, wie es bei Siebdruck-Leitermustern auf Keramik-Substraten üblich ist, kommt nicht in Betracht aus
verschiedenen Gründen (zu hoher Aufwand, nur auf harten Substraten anwendbar, mechanisch empfindlich). Gegen das
"Crimpen" mit Metallklammern oder ähnlichem sprechen Proleme der Zuverlässigkeit und des Platzbedarfs.
Bisher wurde versucht, bei derartigen Tastaturen ein dem N-key Rollover ähnliches Verhalten ohne Dioden zu erzielen,
indem die einzelnen Tasten eines Tastenfeldes in einer solchen Weise auf die Matrix verteilt wurden, daß
die Wahrscheinlichkeit des Auftretens von Phantomen möglichst gering blieb. Weiter suchte man durch geeignete
Gestaltung des Mikroprogramms der Steuerelektronik die dennoch auftretenden Phantom-Situationen zu beherrschen,
indem man die Koordinaten der an einer Phantom-Gruppierung beteiligten Tasten so lange zwischenspeicherte, bis sich
die Situation durch Loslassen einer der beteiligten Tasten auflöste.
Diese Maßnahmen konnten aber nicht sicherstellen, daß wirklich beliebig viele Tasten an beliebiger Stelle der
Tastatur in einer Rollover-Sequenz gleichzeitig niedergehalten werden konnten, ohne daß jemals Mehrdeutigkeiten
auftraten. Solche Tastaturen haben ein N-key Rollover-Verhalten, bei dem die Zahl N in Abhängigkeit von den
- ·5-- > - PHD 84-119
jeweils betätigten Tasten schwankt und von Fall zu Fall bis herunter zu 2 gehen kann. Dieses Verhalten steht im
Widerspruch zu den Forderungen der Ergonomie.
Zudem müssen bei einer solchen Tastatur alle Tasten, die
während der Betätigung anderer Tasten niedergehalten werden sollen (Groß/Klein-Umschaltung und andere Umschalttasten)
, aus der Matrix herausgenommen und separat mit der Steuerelektronik verbunden werden. Geschieht dies nicht,
so treten, insbesondere bei Benutzung mehrerer Umschalttasten, nicht auflösbare Phantom-Situationen auf. Abgesehen
von dem erhöhten Aufwand für diese separten Verbindungen
entsteht hierdurch noch ein besonderes Problem, wenn frei programmierbare Tasten verwendet werden, die
auch als Umschalttasten programmierbar sein sollen. In solchen Fällen weiß man nämlich nicht im voraus, welche
Tasten hiervon betroffen sein werden, so daß man im Extremfall alle programmierbaren Tasten aus der Matrix
herausnehmen und separat anschließen müßte. Bei der zunehmenden Bedeutung programmierbarer Tasten in modernen
Datenverarbeitungsanlagen kann dies ein unüberwindliches Hindernis sein.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine elektronische Dateneingabe-Tastatur
der eingangs genannten Art anzugeben, die ein beliebiges "N-key Rollover" bzw. eine abrollende
Tastaturbedienung mit beliebig vielen gleichzeitig gedrückten Tasten ermöglicht und die sehr einfach aufgebaut
ist und insbesondere auch für Membran-Tastaturen mit im Siebdruckverfahren hergestellten Leiterbahnen auf
Kunststoffolien geeignet ist.
- h " PHD 84-119
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die
abgefragten Koordinatenleitungen mit je einem Punkt mit niedriger Impedanz verbunden sind und daß das Entkopplungselement
ein ohmscher Widerstand ist, dessen Wert groß gegenüber dem der niedrigen Impedanz ist. Der Grundgedanke
der Erfindung besteht in jedem Fall darin, daß zumindest während der Dauer der Abfrage sämtliche Zeilenleitungen
mit Punkten niedriger Impedanz verbunden sind.
Durch die erfindungsgemäßen Maßnahmen wird nämlich erreicht, daß anstatt mit der üblichen Spannungssteuerung
im wesentlichen mit Stromsteuerung gearbeitet wird, so daß auf den abgefragten Koordinatenleitungen nur sehr geringe
Spannungen entstehen und somit auch ohne Verwendung von Dioden die Erscheinung von "Phantomtasten" sicher vermieden
wird.
Die in Serie mit jedem Tastenkontakt angeordneten ohmschen Widerstände können auf verschiedene Weise realisiert und
angebracht werden. Insbesondere bei Tastaturen, bei denen die galvanischen Tastenkontakte aus im Siebdruckverfahren
auf Kunststoffolien aufgebrachten Kontaktflächen bestehen,
ist es zweckmäßig, daß die in Serie mit jedem Tastenkontakt angeordneten ohmschen Widerstände ebenfalls im
Siebdruckverfahren aufgebracht sind. Auf diese Weise
lassen sich die der Entkopplung der einzelnen Tasten dienenden Elemente zuverlässig und ohne Beschädigung der
Kunststoffolie aufbringen, und außerdem ergibt diese Maßnahme ein besonders kostengünstiges Herstellungsverfahren.
Der Punkt mit niedriger Impedanz kann auf verschiedene Weise realisiert werden, beispielsweise durch einen
niederohmigen Widerstand gegen einen Bezugspunkt, wobei die abgetragen Koordinatenleitungen auf den Eingang eines
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Verstärkers mit ausreichender Verstärkung wie beispielsweise Operationsverstärker führen müssen. Eine andere
Realisierung der Punkte niedriger Impedanz ist nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung dadurch gekennzeichnet,
daß jeder Punkt niedriger Impedanz durch den invertierenden Eingang eines Operationsverstärkers gebildet
ist, dessen Ausgang über mindestens einen weiteren ohmschen Widerstand ebenfalls mit dem invertierenden Eingang
verbunden ist und dessen nichtinvertierender Eingang eine feste Referenzspannung erhält. Auf diese Weise wird
der Operationsverstärker nicht nur zur Verstärkung, sondern gleichzeitig auch zur Bildung des Punktes niedriger
Impedanz verwendet. Die Referenzspannung muß ungleich der Impulsspannung sein, mit der die Spalten zur Ermittlung
der gedrückten Tasten beaufschlagt werden.
Der invertierende Eingang eines auf diese Weise gegengekoppelten Operationsverstärkers stellt jedoch nur so
lange einen Punkt mit niedriger Impedanz dar, wie das Ausgangssignal des Operationsverstärkers noch im linearen
Verstärkungsbereich ist. Um zu verhindern, daß der Operationsverstärker z.B. durch Bauelementetoleranzen übersteuert
wird,, ist es zweckmäßig, daß parallel zum weiteren Widerstand eine Diode, vorzugsweise Z-Diode, zwischen
Ausgang und invertierendem Eingang jedes Operationsverstärkers angeordnet ist. Dadurch wird das Ausgangssignal
des Operationsverstärkers begrenzt, und der Eingang stellt auch bei höherem Eingangsstrom stets einen Punkt niedriger
Impedanz dar.
Durch das Verbinden der abgefragten Koordinatenleitungen mit je einem Punkt mit niedriger Impedanz sind diese
Koordinatenleitungen gleichzeitig verhältnis unempfindlich gegenüber von außen eingestreute elektrische Signale. Wenn
eine weitere Vergrößerung dieser Störsicherheit gewünscht
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wird, ist es zweckmäßig, daß parallel zum weiteren Widerstand ein Kondensator zwischen Ausgang und invertierendem
Eingang jedes Operationsverstärkers angeordnet ist. Dadurch wirkt der Operationsverstärker gleichzeitig als
Integrator, der besonders unempfindlich gegenüber kurzen Signalimpulsen am Eingang ist.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den weiteren Zeichnungen dargestellt. Es zeigen
Fig. 2 das Prinzipschaltbild einer erfindungsgemäßen
Tastatur,
Fig. 3 eine erweiterte Beschaltung der dabei verwendeten
Operationsverstärker.
Die Fig. 2 zeigt als Beispiel wiederum eine Schaltermatrix
der Größe 4x4, bei der nur drei geschlossene Schalter
22, 24 und 42 dargestellt und die übrigen zur Erläuterung als geöffnet angenommene Schalter weggelassen sind. Die
Spaltenleitungen S1 bis S4 werden durch den Steuerteil ST in zeitlicher Folge mit Abtastimpulsen beaufschlagt. Die
Zeilenleitungen Z1 bis Z4 sind mit je einem Punkt niedriger
Impedanz verbunden, der in dem dargestellten Ausführungsbeispiel
durch den invertierenden Eingang je eines der Operationsverstärker OP1 bis OP4 dargestellt wird.
Unter einem Operationsverstärker versteht man bekanntlich ein lineares Verstärkerelement, dessen Verstärkung so hoch
ist und dessen sonstige Eigenschaften denen des idealen Verstärkers für eine gegebene Anwendung so nahe kommen,
daß sein Verhalten in der Schaltung allein durch die externen Bauelemente bestimmt ist. Öbliche Verstärker
dieser Art haben außer einem Ausgang einen invertierenden und einen nicht invertierenden Eingang.
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Wie Fig. 2 zeigt, sind die Zeilenleitungen mit den invertierenden Eingängen (-) der Operationsverstärker verbunden.
Zwischen Ausgang und invertierendem Eingang jedes Verstärkers liegt außerdem in Widerstand r, der eine
negative Rückkopplung bewirkt. Der nicht invertierende Eingang (+) ist mit einer festen Referenzspannung verbunden,
hier als Beispiel mit dem gemeinsamen Bezugspotential der gesamten Schaltung, d.h. dem Massepotential.
Eine solche Konfiguration hat bekanntlich die Eigenschaft,
daß der invertierende Eingang einen sogenannten virtuellen Massepunkt darstellt. Wegen der hohen Verstärkung des
Verstärkerelementes bleibt nämlich die Potentialdifferenz zwischen den beiden Eingängen stets vernachlässigbar
klein, solange der Verstärker im linearen Aussteuerbereich arbeitet. Der invertierende Eingang hat damit die Eigenschaft
eines Summierpunktes, in den aus verschiedenen Quellen Ströme einfließen können, ohne daß sein Spannungspotential sich gegenüber dem Bezugspotential am nicht
invertierenden Eingang verschiebt.
In Fig. 2 ist weiter in Serie mit jedem Tastenschalter ein Widerstand R geschaltet. Die Wirkungsweise der Anordnung
ist folgende:
Erscheint der Abtastimpuls, der durch den Steuerteil ST in zeitlicher Folge an die verschiedenen Spaltenleitungen S1
bis S4 gelegt wird, beispielsweise an der Spalte S4, so fließt während der Dauer des Impulses ein Strom über den
geschlossenen Tastenschalter 42 und den nachgeschalteten Widerstand R in den Summierpunkt am invertierenden Eingang
(-) des Operationsverstärkers OP2. Dies hat zur Folge, daß der Abtastimpuls mit umgekehrter Polarität am Ausgang von
OP2 erscheint, und zwar mit einer Amplitude, die in an
sich bekannter Weise durch das Verhältnis r : R bestimmt wird.
- I/O - PHD 84-119
Da nun, wie bereits erläutert, der invertierende Eingang (-) einen virtuellen Massepunkt darstellt, bleibt das
Spannungspotential der Zeilenleitung 2 unbeeinflußt, d.h. der Abtastimpuls tritt hier als Spannungsimpuls nicht mehr
auf. Damit gibt es auch trotz des geschlossenen Tastenschalters 22 keine Rückwirkung von Z2 auf S2 und weiter,
so daß das früher beobachtete Phantom am Kreuzungspunkt S4, Z4 nicht mehr auftritt. Die Matrix ist frei von
Phantomen in allen Betriebszuständen, weil jede Zeilenleitung mit einem virtuellen Massepunkt verbunden ist.
Die Auswertung der an den Ausgängen der Operationsverstärker nunmehr invertiert auftretenden Abtastimpulse
erfolgt in gewohnter Weise durch den Abfrageteil A.
Die Realisierung der Punkte niedriger Impedanz ist nicht auf das bevorzugte Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 beschränkt.
So können beispielsweise die Operationsverstärker weggelassen und die Zeilenleitungen durch je einen
ohmschen Widerstand mit dem Bezugspotential verbunden werden, wobei hierfür ein Widerstandswert zu wählen ist,
der klein ist im Vergleich zu R. Hierdurch verläßt man zwar den Idealzustand eines virtuellen Massepunktes, aber
es gelingt, die nunmehr an den Zeilenleitungen wieder auftretenden Impulsspannungen so klein zu halten, daß
Rückwirkungen auf die Spaltenleitungen wirksam vermieden werden. Zur Auswertung müssen dann diese kleinen Impulsspannungen
nachverstärkt werden, was beispielsweise innerhalb des Abfrageteils geschehen kann.
Es ist auch möglich, nur einen Operationsverstärker zu verwenden und diesen mit Hilfe eines Analog-Multiplexers
zyklisch mit den verschiedenen Zeilenleitungen zu verbinden. Der Multiplexer muß dabei so beschaffen sein, daß
- \X - PHD 84-119
-η-
die jeweils nicht mit dem Operationsverstärker verbundenen Zeilenleitungen direkt mit dem Bezugspotential niederohmig
verbunden sind, damit Rückwirkungen auf die Spaltenleitungen vermieden werden.
5
5
Im übrigen können Spalten und Zeilen vertauscht angeordnet sein; es ist dies nur eine Frage der zeichnerischen
Darstellung. Weiter können bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 die nicht invertierenden Eingänge (+) der
Operationsverstärker statt mit dem gemeinsamen Bezugspotential, d.h. dem Massepotential der gesamten Schaltung,
mit einer anderen festen Referenzspannung verbunden werden, wobei die Referenzspannung sich lediglich von der
Impulsspannung des Abtastimpulses unterscheiden muß. Hierdurch verschieben sich u.a. die Gleichspannungspotentiale
an den Ausgängen der Operationsverstärker, was aus Gründen der Pegelanpassung an den Abfrageteil A erwünscht sein
kann. Auch kann der Abfrageteil A zusätzliche Mittel zur Pegelanpassung der Ausgänge der Operationsverstärker an
die Eingänge üblicher Logik-Bauteile enthalten.
Bei Operationsverstärkern der Konfiguration in Fig. 2
stellt der invertierende Eingang bekannlich nur so lange einen virtuellen Massepunkt dar, wie der Verstärker in
seinem linearen Aussteuerbereich arbeitet. Sobald der Verstärker übersteuert wird, bricht die Verstärkung auf
einen Wert nahe Null zusammen, und es kommt keine negative Rückkopplung über den Widerstand r mehr zustande. Dadurch
entfernt sich das Potential am invertierenden Eingang von dem am nicht invertierenden Eingang, und es ist eine Rückwirkung
über die anderen gleichzeitig geschlossenen Tastenkontakte möglich. Die Schaltung muß deshalb unter
Berücksichtigung aller Toleranzen so bemessen werden, daß niemals ein Operationsverstärker übersteuert wird.
I/ - PHD 84-119
Gelingt dies bei den gegebenen Bauelemente-Toleranzen nicht, so kann die Übersteuerung dadurch verhindert
werden, daß in an sich bekannter Weise eine Halbleiterdiode zwischen Ausgang und invertierendem Eingang jedes
Operationsverstärkers angeordnet wird.
Diese Maßnahme wird anhand der Fig. 3 erläutert. Die Figur zeigt einen Operationsverstärker OP, der mit einer Zeilenleitung
Z und dem Abfrageteil A verbunden ist. Parallel zu dem Rückkopplungswiderstand r ist eine Halbleiterdiode D
angeordnet. Dies kann je nach der beabsichtigten Wirkung jede geeignete Diode oder eine Kombination von mehreren
sein. Im vorliegenden Beispiel ist mit besonderem Vorteil eine Z-Diode vorgesehen, weil diese eine beidseitige
Begrenzungswirkung ergibt. Bei dem dargestellten Beispiel wird die Ausgangsspannung des Verstärkers in positiver
Richtung auf den Wert der Vorwärts-Durchlaßspannung (etwa 0,6 V) begrenzt und in negativer Richtung auf den Wert der
Rückwärts-Durchbruchspannung, der vom gewählten Typ abhängt. Diese Begrenzung wird vor Erreichen der
Übersteuerungsgrenze des Verstärkers dadurch erreicht, daß die Diode leitend wird, so daß die Rückkopplungsschleife
voll in Funktion bleibt und die Eigenschaft des virtuellen Massepunktes am invertierenden Eingang erhalten bleibt.
Von Tastaturen wird heute verlangt, daß sie gegen Funktionsstörungen durch äußere elektrische Signale
geschützt sind. Solche Signale können beispielsweise von elektrostatischen Entladungen oder in der Nähe betriebenen
elektrischen Geräten herrühren. Auch in dieser Hinsicht ist die Tastatur gemäß der Erfindung im Vorteil, denn die
Zeilenleitungen sind extrem niederohmig und neigen deshalb weniger dazu, in unerwünschter Weise als Empfangsantennen
für derartige Störsignale zu wirken, als dies bei höheren
- t, PHD 84-119
• fly -
Impedanzen der Fall ist. Falls erwünscht, kann dieser Vorteil noch vergrößert werden durch eine Maßnahme, die
ebenfalls aus Fig. 3 hervorgeht. Es ist dies die Zufügung des Kondensators C parallel zum Widerstand r. Dieser
Kondensator, der gemeinsam mit der Diode D oder ohne diese eingesetzt werden kann, verleiht der Verstärkeranordnung
in an sich bekannter Weise Tiefpaßcharakter, was die
Verstärkung der vorwiegend im Bereich hoher Frequenzen liegenden Störsignale weiter herabsetzt, ohne die sonstige
Funktion zu beeinträchtigen.
Die beschriebene Anordnung wird mit besonderem Vorteil bei Membrantastaturen angewendet, bei denen, wie eingangs
beschrieben, die Anbringung der Dioden, die bisher für ein vollwertiges N-key Rollover-Verhalten nötig waren, nicht
möglich ist. Die Widerstände R dagegen können ohne weiteres mit den üblichen Widerstandspasten im Siebdruckverfahren
auf die gleichen Folien aufgedruckt werden, die die Kontaktflecken tragen. Die Verwendung der Widerstände
R ist aber nicht auf Membrantastaturen beschränkt, sondern wird mit Vorteil angewendet bei allen Bauarten, bei denen
die Anbringung der bisher nötigen Dioden in der Matrix Schwierigkeiten bereitet.
Dies trifft insbesondere auch auf Tastaturen mit Schaltmatten aus Silikongummi zu, wo der Platz zwischen den
Kalotten oft zu knapp ist und auch Kontaktierungsschwierigkeiten bestehen. Auch hier können die Widerstände
R im Siebdruckverfahren auf die bei dieser Bauart vorhandene gedruckte Schaltungsplatine aufgebracht werden.
Claims (5)
1. Elektronische Dateneingabe-Tastatur mit galvanische
Kontakte aufweisenden Tasten, die Kreuzungen einer Leitungsmatrix aus einer Anzahl Spaltenleitungen und einer
Anzahl Zeilenleitungen zugeordnet sind und bei Betätigung jeweils eine der Spaltenleitungen mit einer der Zeilenleitungen
über ein in Serie mit dem Kontakt geschaltetes Entkopplungselement koppeln, wobei die Leitungen der einen
Matrix-Koordinate (z.B. Spaltenleitungen) nacheinander aus einer Steuerschaltung mit einem Abtastimpuls beaufschlagt
und die Leitungen der anderen Matrix-Koordinate (z.B.
Zeilenleitungen) mittels einer Auswerteschaltung auf das Auftreten des Abtastimpulses abgefragt werden,
dadurch gekennzeichnet, daß die abgefragten Koordinatenleitungen mit je einem Punkt (Z1 bis Z4) mit niedriger
Impedanz verbunden sind und daß das Entkopplungselement ein ohmscher Widerstand (R) ist, dessen Wert groß
gegenüber dem der niedrigen Impedanz ist.
2. Elektronische Dateneingabe-Tastatur nach Anspruch 1,
bei der die galvanischen Tastenkontakte aus im Siebdruckverfahren auf Kunststoffolien aufgebrachten Kontaktflecken
bestehen,
dadurch gekennzeichnet, daß die in Serie mit jedem Tastenkontakt
angeordneten ohmschen Widerstände (R) ebenfalls im Siebdruckverfahren aufgebracht sind.
3. Elektronische Dateneingabe-Tastatur nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, daß jeder Punkt (Z1 bis Z4)
niedriger Impedanz durch den invertierenden Eingang eines
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Operationsverstärkers (ΟΡ1 bis OP4) gebildet ist, dessen
Ausgang über mindestens einen weiteren ohmschen Widerstand (r) ebenfalls mit dem invertierenden Eingang verbunden
ist und dessen nichtinvertierender Eingang eine feste Referenzspannung erhält.
4. Elektronische Dateneingabe-Tastatur nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet,
daß parallel zum weiteren Widerstand (r) eine Diode (D),
vorzugsweise Z-Diode, zwischen Ausgang und invertierendem Eingang jedes Operationsverstärkers (OP) angeordnet ist.
5. Elektronische Dateneingabe-Tastatur nach Anspruch oder 4,
dadurch gekennzeichnet, daß parallel zum weiteren Widerstand
(r) ein Kondensator (c) zwischen Ausgang und invertierendem Eingang jedes Operationsverstärkers (OP) angeordnet
ist.
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