DISPOSITIVO ELECTRONICO, DESTINADO A REALIZAR LA MEDICION Y LA DETECCION DE VARIACIONES DE POR LO MENOS UNA SEÑAL DE ENTRADA.

Dispositivo electrónico, destinado a realizar la medición y la detección de variaciones de por lo menos una señal de entrada,

que comprende: - un primer componente (OSC1, R) que proporciona una señal de salida cuya frecuencia de oscilación es representativa de la señal de entrada, - un oscilador de referencia (OSC2), - un componente de comparación de fase (CP) que realiza una comparación entre las oscilaciones del primer componente (OSC1) y del oscilador de referencia (OSC2), en particular con vistas a un condicionado por un circuito del oscilador de referencia sobre el primer componente, o del primer componente sobre el oscilador de referencia, o de un condicionado mutuo, y - unos medios de acoplamiento elásticos (C) entre el primer componente (OSC1) y el oscilador de referencia (OSC2), caracterizado porque comprende unos medios de sincronización (S) concebidos para bloquear o permitir alternativamente la influencia de las oscilaciones del primer componente (OSC1, R) sobre el componente de comparación de fase (CP) y sobre los medios de acoplamiento (C), y unos medios de determinación (MP/MC) de una señal derivada DSCP) de la evolución de la señal de salida del componente de comparación de fase (SCP)

La presente invención se refiere a un dispositivo electrónico, destinado a la medición y a la detección de variaciones de por lo menos una señal de entrada a medir, así como a un sistema que comprende por lo menos dos dispositivos electrónicos citados, y un teclado matricial que utiliza dicho dispositivo o sistema.

Es conocido realizar un dispositivo de detección y de medición que comprende.

- un primer componente que proporciona una señal de salida cuya frecuencia de oscilación es representativa de una señal de entrada,

- un oscilador de referencia,

- un componente de comparación de fase que realiza una comparación entre las oscilaciones del primer componente y del oscilador de referencia, en particular con vistas a un condicionado por un circuito del oscilador de referencia sobre el primer componente,

o del primer componente sobre el oscilador de referencia, o de un condicionado mutuo, y -unos medios de acoplamiento elástico entre el primer componente y el oscilador de referencia. El documento US nº 5.034.722 y el documento GB 978 212 describen en particular un dispositivo de este tipo.

La señal obtenida a la salida del componente de comparación de fase permite tener una indicación de la variación de la señal procedente del primer componente, a su vez representativa de la señal de entrada.

El acoplamiento elástico tiende a mantener un defase fijo y unas frecuencias de oscilación ligeramente diferentes de la frecuencia nominal para el primer componente y el oscilador de referencia, una vez que estos dos componentes se han llevado a unas frecuencias nominales próximas una a la otra.

Este acoplamiento permite reducir las perturbaciones de la salida del componente de comparación de fase debidas a los ruidos intrínsecos al dispositivo, por ejemplo ruido térmico o a los ruidos extrínsecos al dispositivo, por ejemplo perturbaciones electromagnéticas.

La acción del acoplamiento se realiza además conservando al mismo tiempo las pequeñas variaciones de la señal procedente del primer oscilador, siendo estas pequeñas variaciones el reflejo del suceso que se busca detectar o medir.

Así el acoplamiento permite hacer la señal de salida del componente de comparación de fase explotable para la medición de la señal de entrada.

Sin embargo es deseable perfeccionar el tipo de dispositivo presentado más arriba para aumentar la sensibilidad de medición de éste, y para disminuir su sensibilidad a las perturbaciones electromagnéticas transitorias.

También es deseable permitir un funcionamiento con varios sensores que pueden influirse mutuamente y permitir la repartición de recursos entre varios sensores o electrodos en el caso de multiplexados.

El objetivo de la presente invención es por tanto proporcionar un dispositivo que aporta la totalidad o parte de las ventajas siguientes: una sensibilidad de medición aumentada, y una sensibilidad a las perturbaciones exteriores disminuida, un funcionamiento facilitado con varios sensores y una repartición de recursos entre varios sensores.

Con este fin, la presente invención tiene por objeto un dispositivo del tipo citado, caracterizado porque comprende unos medios de sincronización concebidos para bloquear o permitir alternativamente la influencia de las oscilaciones del primer componente sobre el componente de comparación de fase y sobre los medios de acoplamiento elástico, y unos medios de determinación de una señal derivada de la evolución de la señal de salida del componente de comparación de fase.

El funcionamiento se realiza en régimen transitorio, a cada desbloqueo de la influencia del primer componente sobre el componente de comparación de fase.

Cada vez que las oscilaciones del primer componente alcanzan la entrada del componente de comparación de fase, la señal de salida del componente de comparación de fase alcanza progresivamente su valor nominal, es decir el del régimen establecido si la señal del primer componente no hubiera sido bloqueada.

La pendiente de la señal de salida del componente de comparación de fase durante cada periodo en el que las oscilaciones del primer componente alcanzan la entrada del componente de comparación de fase, es decir la velocidad a la cual el primer componente y el oscilador de referencia vuelven a estar en fase está directamente influida por tres factores:

• El valor de las frecuencias nominales del primer componente y del oscilador de referencia en el punto de funcionamiento.

• La “fuerza” del acoplamiento elástico.

• La diferencia de las dos frecuencias nominales del primer componente y del oscilador de referencia: cuanto más próximas son las frecuencias nominales, más rápida es la nueva puesta en fase.

En consecuencia, en este dispositivo, la variación de la magnitud física a medir viene dada por la pendiente de la señal de salida del componente de comparación de fase durante la fase en la que las oscilaciones del primer componente alcanzan la entada del componente de comparación de fase.

La utilización de la señal derivada aporta un aumento notable de la sensibilidad del dispositivo con respecto a los sistemas del estado de la técnica.

Estos dispositivos pueden ser utilizados en unas aplicaciones muy diversas, en particular en el marco de la detección de personas, de la realización de superficies táctiles a través de un aislante, o de la realización de superficies sensibles a la presión.

Ventajosamente, los medios de acoplamiento elásticos están concebidos para realizar un acoplamiento asimétrico de manera que la influencia del primer componente sobre el oscilador de referencia sea superior a la influencia del oscilador de referencia sobre el primer componente.

Ventajosamente, los medios de acoplamiento elásticos están concebidos para realizar un acoplamiento unidireccional de manera que el primer componente influya sobre el oscilador de referencia.

El modo unidireccional del acoplamiento permite desplazar el primer componente a distancia sin necesitar desplazar la conexión de acoplamiento que permanece local en el circuito de acondicionamiento de señal corriente abajo de este primer componente. En efecto, no se devuelve ninguna señal procedente del oscilador de referencia hacia el primer componente.

Así el primer componente puede estar conectado de forma filar a algunos mm o a algunos metros de distancia de cableado de los otros componentes del dispositivo.

El primer componente puede ser desplazado también a larga distancia utilizando en este caso una conexión a distancia entre este primer componente y los otros componentes del dispositivo. Esta conexión a distancia puede ser de cualquier tipo, por ejemplo óptica, por radiofrecuencia, ultrasónica, o por una red informática.

El modo unidireccional del acoplamiento permite insertar asimismo un divisor o un multiplicador de frecuencia corriente abajo del primer componente y corriente arriba de los medios de acoplamiento elástico, lo cual permite cambiar la frecuencia de trabajo. Por ejemplo, si la frecuencia de trabajo del primer componente es del orden de 1MHz, utilizando un divisor por 10, es posible llevar de nuevo esta frecuencia a 100KHz, lo cual facilita el tratamiento de las señales.

Según un modo de realización, los medios de determinación de una señal derivada de la evolución de la señal de salida del componente de comparación de fase comprenden un componente de medición de pendiente de la señal de salida del componente de comparación de fase.

Según otro modo de realización, los medios de sincronización realizan unos bloqueos a frecuencia fija, y los medios de determinación de una señal derivada de la evolución de la señal de salida del componente de comparación de fase comprenden un componente de medición de cresta de la señal al final de un periodo de desbloqueo.

Estas disposiciones permiten realizar simplemente un cálculo aproximado de la pendiente de la curva.

Según una primera posibilidad, el primer componente es un oscilador conectado a un sensor de medición de una magnitud física a medir.

Según una segunda posibilidad, el primer componente es un receptor de una señal exterior al dispositivo.

Ventajosamente, el receptor está concebido para recibir una señal de comunicación en modulación...

Reivindicaciones

1. Dispositivo electrónico, destinado a realizar la medición y la detección de variaciones de por lo menos una señal de entrada, que comprende:

- un primer componente (OSC1, R) que proporciona una señal de salida cuya frecuencia de oscilación es representativa de la señal de entrada,

- un oscilador de referencia (OSC2),

- un componente de comparación de fase (CP) que realiza una comparación entre las oscilaciones del primer componente (OSC1) y del oscilador de referencia (OSC2), en particular con vistas a un condicionado por un circuito del oscilador de referencia sobre el primer componente, o del primer componente sobre el oscilador de referencia, o de un condicionado mutuo, y

- unos medios de acoplamiento elásticos (C) entre el primer componente (OSC1) y el oscilador de referencia (OSC2),

caracterizado porque comprende unos medios de sincronización (S) concebidos para bloquear o permitir alternativamente la influencia de las oscilaciones del primer componente (OSC1, R) sobre el componente de comparación de fase (CP) y sobre los medios de acoplamiento (C), y unos medios de determinación (MP/MC) de una señal derivada DSCP) de la evolución de la señal de salida del componente de comparación de fase (SCP).

2. Dispositivo según la reivindicación 1, en el que los medios de acoplamiento elásticos (C) están concebidos para realizar un acoplamiento asimétrico de manera que la influencia del primer componente (OSC1) sobre el oscilador de referencia (OSC2) sea superior a la influencia del oscilador de referencia (OSC2) sobre el primer componente (OSC1).

3. Dispositivo según la reivindicación 2, en el que los medios de acoplamiento elásticos (C) están concebidos para realizar un acoplamiento unidireccional de manera que el primer componente (OSC1) influya el oscilador de referencia (OSC2).

4. Dispositivo según una de las reivindicaciones anteriores, en el que los medios de determinación de una señal derivada (DSCP) de la evolución de la señal de salida del componente de comparación de fase (SCP) comprenden un componente de medición de pendiente (MP) de la señal de salida del componente de comparación de fase (CP).

5. Dispositivo según una de las reivindicaciones 1 a 4, en el que los medios de sincronización realizan unos bloqueos a frecuencia fija, y en el que los medios de determinación de una señal derivada (DSCP) de la evolución de la señal de salida del componente de comparación de fase (SCP) comprenden un componente de medición de cresta (MC) de la señal al final de un periodo de desbloqueo.

6. Dispositivo según una de las reivindicaciones anteriores, en el que el primer componente es un oscilador (OSC1) conectado a un sensor de medición (M) de una magnitud física a medir.

7. Dispositivo según una de las reivindicaciones 1 a 5, en el que el primer componente es un receptor de una señal exterior al dispositivo (R).

8. Dispositivo según la reivindicación 7, en el que el receptor está concebido para recibir una señal de comunicación en modulación de frecuencia.

9. Dispositivo según una de las reivindicaciones anteriores, que comprende un componente de mando (PID) del condicionado del oscilador de referencia (OSC2) o del primer componente (OSC1, R).

10. Dispositivo según una de las reivindicaciones anteriores, que comprende un componente de memorización (MEM), que permite mantener, según un modo de funcionamiento, una tensión de consigna constante para el mando del oscilador de referencia (OSC2) o del primer componente (OSC1, R) durante una duración determinada.

11. Dispositivo según una de las reivindicaciones anteriores, en el que, en un modo de funcionamiento, los medios de determinación (MP/MC) de una señal derivada (DSCP) están conectados por un circuito al oscilador de referencia (OSC2) o al primer

componente (OSC1, R) para aplicar una consigna de corrección con una constante de tiempo cuyo orden de magnitud es superior al de las variaciones de la magnitud física a medir e inferior al de la deriva de la señal que representa esta magnitud física.

12. Dispositivo según la reivindicación 11, en el que la constante de tiempo puede ser regulada en un primer valor en un modo de calibrado y en un segundo valor, superior al primero, en un modo de compensación.

13. Dispositivo según la reivindicación 10, en el que, en un modo de funcionamiento, el cierre de circuito entre la salida de los medios de determinación (MP/MC) de una señal derivada (DSCP) y el oscilador de referencia (OSC2) o el primer componente (OSC1, R) está suprimido, siendo el punto de funcionamiento mantenido por el componente de memorización (MEM).

14. Dispositivo según la reivindicación 13, en el que, en un modo de funcionamiento, el cierre de circuito entre la salida de los medios de determinación (MP/MC) de una señal derivada (DSCP) y el oscilador de referencia (OSC2) o el primer componente (OSC1, R) está suprimido si el valor de la señal derivada (DSCP) o la pendiente debida a la variación de este valor es superior a un primer umbral determinado, siendo los medios de determinación (MP/MC) de una señal derivada (DSCP) conectados de nuevo por un circuito al oscilador de referencia (OSC2) o al primer componente (OSC1, R) si el valor de la señal derivada (DSCP) o la pendiente debida a la variación de este valor es inferior a un segundo umbral determinado.

15. Dispositivo según una de las reivindicaciones anteriores, destinado a realizar la medición y la detección de variaciones de por lo menos dos señales de entrada, permitiendo los medios de sincronización (S) tratar selectivamente un de las señales de entrada.

16. Dispositivo según la reivindicación 15 y según la reivindicación 6, que comprende por lo menos dos sensores de medición (Ma, Mb, Mc) y unos medios de conmutación que permiten, mandados por los medios de sincronización, tratar selectivamente la señal que procede de uno de los sensores de medición, estando un

oscilador único (OSC1) situado corriente abajo de los medios de conmutación, pudiendo este oscilador ser bloqueado por los medios de sincronización (S).

17. Dispositivo según la reivindicación 15 y según la reivindicación 6, que comprende por lo menos dos sensores de medición (Ma, Mb, Mc) y un oscilador (OSC1a, OSC1b, OSC1c) asociado corriente abajo de cada uno de los sensores de medición (Ma, Mb, Mc), estando los medios de sincronización (S) concebidos para seleccionar la salida de un oscilador a tratar y para bloquear la salida de estos osciladores.

18. Sistema que comprende por lo menos dos dispositivos según una de las reivindicaciones anteriores, en el que unos medios de sincronización comunes (S) permiten bloquear alternativamente las oscilaciones del primer componente de los diferentes dispositivos del sistema.

19. Teclado táctil matricial que comprende dos conjuntos de electrodos (EI) para formar las líneas y las columnas de la matriz de tecla y un dispositivo según una de las reivindicaciones 15 a 17 o un sistema según la reivindicación 18, en el que las señales de entrada proceden de los electrodos (EI).

20. Teclado según la reivindicación 19, en el que los medios de sincronización (S) bloquean alternativamente los primeros componentes (M, OSC1) conectados a ciertos electrodos (EI) del teclado, permitiendo el funcionamiento de otros primeros componentes (M, OSC1) conectados a otros electrodos (EI) del teclado.

21. Teclado según una de las reivindicaciones 19 ó 20, en el que los medios de sincronización (S) mandan a la vez un bloqueo de un primer componente (M, OSC1), y la conexión del electrodo (EI) correspondiente a la masa.