[其他]脉冲天线电容性接触开关

说明书

技术领域

本申请涉及电容性接触开关，尤其涉及一种具有不受错误触发影响的电容性接触开关。

背景技术

接触开关能够感应接触点周围的电场环境的变化，例如当手指在接触点附近的固定电极上方移动时，并且接触开关提供了与具有可移动接触器的传统机械式开关相比的多种优点。由于接触开关不具有移动部件，因此他们特别适用于存在机械冲击且需要长使用寿命的应用场合。进而，由于接触开关不需要操作员移动，因此可方便地将它们与诸如灰尘或水等环境污染(contamination)隔离。

一种类型的电容性接触开关可感应天线电极和感应电极之间的电容耦合的变化。例如，这种变化可以是由于电能分散到用户的手的电容耦合而导致的天线和感应电极之间的耦合降低。通过仅仅感应电容效应，使得可以利用绝缘保护层来覆盖感应电极。

对于合适大小的电容性接触开关，测量得到的电容耦合相对较小，并且因而必须使用敏感电路来检测“接触”。这种敏感电路非常容易受到由于其他电气设备的电磁干扰所导致的错误触发的影响。此外，由于手指接触导致的电容耦合中的小变化通常与更大的环境电容变化相比是微不足道的，环境电容变换例如由于灰尘、水、或冰等环境污染所引起而导致不能检测手指接触。

尽管电容性接触开关的机械优点使其非常适用于抗机械冲击和环境污染的自动使用，但是错误触发和信号饱和的问题仍会影响它们的广泛应用。

发明内容

本发明提供了一种接触开关，其具有分离的感应和参考电极，以便独立地测量相对于公共的天线电极的电容耦合。参考电极远离开关的接触点并且因而提供了对于环境污染的测量，该测量用于调节感应电极(位于接触点附近)的开关阈值，从而使得该开关更加免受灰尘、水、冰等对于接触表面的污染。

具体的，本发明提供了一种电容性接触开关，具有电绝缘接触表面，在该表面上设置了用于激活接触开关的接触区域。在接触表面的后面定位了接触区域上的感应电极、靠近感应电极的天线电极、以及靠近天线电极但是从相对于感应电极的接触区域移开的参考电极。检测器电路用于监视天线电极与感应电极和参考电极中每一个电极之间信号流，从而基于天线电极和感应电极之间的电容耦合与作为天线电极和参考电极之间的电容耦合的函数的阈值之间的比较来提供开关输出。

因此，本发明的一个实施例的目的在于，补偿开关所处环境的变化，从而在条件范围内实现了更加鲁棒的区分。

天线电极可形成环绕感应电极的环，并且参考电极处在该环的外部。此外，参考电极可形成环绕天线电极的环。

因此，本发明的一个实施例的目的在于，提供可比较的天线电极与感应电极和参考电极中的每一个电极之间的电容耦合，同时将参考电极远离接触点。

可选地，参考电极在使用接触开关时在靠近用户的手的进入方向上是破损的。

因此，本发明的一个实施例的目的在于，允许在用户的手指必须到达手柄等的周围以便接近接触点的应用中使用电容性接触开关。

在比对感应电极的信号所应用的平均的时间窗口更大的时间窗口上对来自参考电极的信号取平均。

因此，本发明的一个实施例的目的在于，进一步设计参考电极以感应缓慢变化的环境条件。

电容性开关可进一步包括波峰检测器系统，用于检测在参考和感应电极处接收到的信号的波峰和波谷，以便提供它们高度之间的差值。

因此，本发明的一个实施例的目的在于，通过评价所接收到的脉冲信号中的最高值和最低值之间的差值而非简单地使用所接收到的信号的高度，来有效地增大开关的灵敏度。

检测器电路可包括：调制器，用于产生与所述天线电极通信的不规则的激励信号，其中所述不规则的激励信号包括在幅值和间隔的至少一个上变化的一系列的脉冲；和解调器，用于和所述感应电极通信以便从所述天线电极接收电容耦合的所述不规则的激励信号，所述解调器用于区分所述不规则的激励信号和其他电信号以便触发所述开关输出。

因此，本发明的一个实施例的目的在于，提供对于不规则的电子干扰的改进的区分。

解调器可与调制器同步地操作。

因此，本发明的一个实施例的目的在于，提供对于相移干扰和频移干扰的区分的简单装置。

不规则的激励信号可包括在幅值上和间隔上都变化的一系列的脉冲。

因此，本发明的一个实施例的目的在于，提供信号多维信号的不规则性，从而将开关信号与环境电信号区分开来。

解调器可将所接收到的信号和不规则激励信号相关联，以便提供去相关性。

因此，本发明的一个实施例的目的在于，提供了所接收到的信号和调制后的信号之间的多维比较。