Изобретение относится к охранным системам и может быть использовано для охраны транспортных средств, например, автомобилей.
Целью изобретения является повышение функциональной надежности устройства.
На фиг. 1 представлена схема электрическая функциональная предлагаемого охранного кодового устройства; на фиг.2 временные диаграммы его работы при переходе от режима охранной работы к режиму сравнения кодов; на фиг.3 - временные диаграммы работы в режиме сравнения кодов. При этом номер диаграммы на фиг.2 или фиг.3 соответствует номеру элемента на фиг.1, с выхода которого снимается указанный сигнал. Для элементов, выход которых не установлен (конденсаторы, диоды и т.п.), на фиг.2 и фиг.3 через запятую указаны номера элементов, с точки соединения которых снимается сигнал. Если у элемента несколько выходов, на фиг.2 и фиг.3 указывается номер элемента и через точку - номер выхода.
На фиг.4 приведен пример реализации блока синхронизации; на фиг.5 - временные диаграммы его работы.
На фиг.1 пунктирными линиями ограничены элементы, входящие в состав ключа и замка.
В состав охранного кодового устройства входят: генератор синхронизации 1; блок синхронизации 2, вход которого соединен с выходом генератора синхронизации 1; шифратор 3; элемент ИЛИ 4, выход которого соединен с входом генератора импульсов 5; антенный контур 6, входящий в состав замка и подключенный к второму выходу генератора импульсов 5; антенный контур 7, входящий в состав ключа и подключенный к анодам выпрямительного 8 и разделительного 9 диодов; накопительный конденсатор 10, включенный между нулевой шиной питания ключа и катодом выпрямительного диода 8; формирователь импульсов 11, вход которого соединен с катодом разделительного 9 диода; селектор импульсов по длительности 12, вход которого подключен к выходу формирователя импульсов 11, а выход соединен с вторым входом счетчика 13; коммутатор 14, первая группа входов которого подключена к выходам счетчика 13; блок 15 набора кода, выходы которого подключены к второй группе входов коммутатора 14; шина 16 питания ключа, соединенная с катодом выпрямительного диода 8; генератор импульсов 17, вход которого соединен с выходом коммутатора 14, а выход подключен к управляющему входу прерывателя 18; нагрузочный резистор 19, через который и через токовую цепь прерывателя 18 катод разделительного диода 9 подключен к общей шине ключа; формирователь импульсов 20, вход которого подключен к первому выходу генератора импульсов 5; блок 21 сравнения кодов, первая группа входов которого соединена с выходами шифратора 3, второй вход подключен к выходу формирователя импульсов 20, а три входа управления соединены соответственно с первым, вторым и третьим выходами блока синхронизации 2; исполнительный блок 22, вход которого подключен к выходу блока 21 сравнения кодов; D-триггер 23, вход синхронизации которого подключен к четвертому выходу блока синхронизации 2; первый элемент И 24, входы которого подключены к первому выходу блока синхронизации 2 и к прямому выходу D-триггера 23, а выход соединен с первым входом элемента ИЛИ 4; второй элемент И 25, входы которого подключены к второму выходу блока синхронизации 2 и к прямому выходу D-триггера 23, а выход соединен с вторым входом элемента ИЛИ 4; элемент 26 формирования фронта импульса, через который шина питания ключа подключена к третьему входу счетчика 13.
В счетчике 13 первый вход является счетным, а второй и третий входами начальной установки. Например второй и третий входы через элемент ИЛИ могут быть подключены к входу R каждого счетного триггера счетчика.
На фиг. 4 приведена реализация блока синхронизации 2, а на фиг.5 - временные диаграммы его работы. В состав блока синхронизации 2 входит асинхронный Т-триггер на шести логических элементах И-НЕ 27-32, три элемента И-НЕ 33-35, RS-триггер на двух логических элементах И-НЕ 36, 37, двоичный счетчик 38 со срабатыванием по заднему фронту сигнала, два инвертора 39 и 40, элемент ИЛИ-НЕ 41, элемент И 42.
Шифратор 3 (в замке) и блок 15 набора кода (в ключе) представляют собой коммутационные схемы, соединяющие каждый из выходов с шинами логического нуля или логической единицы. Конструктивно наиболее технологическим является исполнение каждого из этих блоков в виде коммутационного поля.
Генератор импульсов 5 в замке может включать в свой состав задающий импульсный генератор на частоту Fo (100-200) кГц, элемент И и усилительный каскад на транзисторе, включающий дроссель, резистор, три конденсатора, диод.
Формирователь импульсов 11 в ключе может состоять из последовательно соединенных фильтра нижних частот и порогового элемента.
Селектор импульсов по длительности 12 может включать в свой состав пороговый элемент, вход которого подключен к интегратору, выполненному на резисторе, диоде и конденсаторе.
Формирователь импульсов 20 в замке может состоять из последовательно включенных фильтра нижних частот, усилителя и порогового элемента с порогом, равным середине уровней логических нулей и единиц в нанимаемом коде.
Блок сравнения кодов 21 может включать в свой состав два двоичных счетчика, коммутатор, узел сравнения кодов на элементах И, ИЛИ-НЕ и ИЛИ, стробирующий элемент И, усилитель-формирователь.
Схема исполнительного блока 22 определяется его назначением. В частности, если этот блок предназначен для включения охранной сигнализации, в его состав могут входить дистанционный переключатель, имеющий контакты и обмотки замыкания и размыкания (например, реле РПС-20, кнопка включения сигнализации (находящаяся внутри охраняемого объекта, например, автомобиля, и которую необходимо нажать для включения охранного кодового устройства) и блок охранной сигнализации.
Генератор импульсов 17 в ключе может включать в свой состав неуправляемый импульсный генератор на частоту F1 (1-2) кГц и элемент И.
Антенный контур в замке 6 и в ключе 7 могут состоять из параллельно включенных конденсатора и катушки индуктивности, подключенных соответственно к общей шине замка и ключа.
D-триггер 23 со срабатыванием по уровню сигнала на входе синхронизации может быть выполнен по схеме однотактного D-триггера на четырех логических элементах И-НЕ.
Остальные элементы, входящие в состав охранного кодового устройства, являются стандартными.
Работает устройство следующим образом: по выходным импульсам генератора синхронизации 1 (частотой 10-50 Гц) блок синхронизации 2 формирует на четырех своих выходах последовательности управляющих сигналов: тактовые, синхронизирующие, стробирующие, маркерные. Происходит это следующим образом. Асинхронный Т-триггер на элементах И-НЕ 27-32, входящий в состав блока синхронизации 2, делит на два частоту импульсов генератора синхронизации 1. При этом на прямом выходе асинхронного Т-триггера (выход элемента И-НЕ 32) формируется меандр частотой 5-25 Гц. Эти сигналы считает счетчик 38. При этом, если в старших разрядах счетчика 38 (подключенных к первому элементу И-НЕ 33) отсутствуют все единичные сигналы, на выходе элемента И-НЕ 33 оказывается единичный сигнал, а на выходе первого инвертора 39 сигнал логического нуля. Логический нуль на выходе первого инвертора 39, воздействия на элемент И-НЕ 35, формирует на входе RS-триггера на элементах И-НЕ 36 и 37 единичный сигнал. В это же время на входе того же триггера оказывается сигнал логического нуля (с выхода инвертора 39). Такой набор входных сигналов однозначно обеспечивает единичное состояние RS-триггера, при котором на его инверсном выходе, подключенном к выходной шине синхронизирующих импульсов 2.2 блока синхронизации 2, сохраняется неизменный сигнал логического нуля. Этот нулевой сигнал, попадая на вход элемента И 42, обуславливает присутствие нулевого сигнала на его выходе, то есть на выходной шине маркерных импульсов 2.4 блока синхронизации 2. Логическая единица с выхода элемента И-НЕ 33 приводит к тому, что на выходе элемента И-НЕ 34 повторяется с точностью до инверсии выходной сигнал первого разряда двоичного счетчика 38. Выходной сигнал элемента И-НЕ 34 инвертируется вторым инвертором 40 и поступает на первую выходную шину 2.1 блока синхронизации 2. То есть, при отсутствии всех логических единиц на выходах старших разрядов счетчика 38, подключенных к элементу И-НЕ 33, сигналы на первой выходной шине блока синхронизации 2 (на шине тактовых импульсов) повторяют выходные сигналы прямого выхода первого разряда двоичного счетчика 38: импульсы, длительность которых равна паузе между ними и составляет 10-50 мс. Продолжительность сигнала неизменного логического нуля на выходе элемента И-НЕ 34 точно равна периоду выходного сигнала элемента И-НЕ 32 асинхронного Т-триггера, если считать началом периода задний фронт сигнала на выходе элемента 32. Однако продолжительность сигнала заема (логический нуль на выходе элемента И-НЕ 29) по логике работы асинхронного Т-триггера равна четверти этого периода. На выходе элемента ИЛИ-НЕ 41 логическая единица появляется при наличии логических нулей на обоих входах элемента. Поскольку при каждом нулевом сигнале на выходе элемента И-НЕ 34 появляется единичный сигнал на выходе 2.1 блока синхронизации 2, можно сделать вывод: при каждом сигнале логической единицы на тактовом выходе 2.1 блока синхронизации 2, на выходе стробирующих импульсов (2.3) блока синхронизации 2 также выделяется сигнал логической единицы.
При этом единичный стробирующий импульс начинается на середине единичного тактового импульса и заканчивается после прохождения 75% продолжительности тактового импульса. В тот момент, когда на выходах старших разрядов счетчика 38 оказываются все высокие сигналы, на остальных единичных выходах разрядов счетчика 38 должны быть сигналы логических нулей. При этом из последовательного характера срабатываний разрядов двоичного счетчика следует, что сначала должен сформироваться логический нуль на выходе первого разряда счетчика 38 (подтверждающий неизменный сигнал логической единицы на выходе элемента И-НЕ 35), а уже потом набор всех логических единиц на входах элемента И-НЕ 33. Итак, при всех единицах на входах элемента И-НЕ 33, на выходе этого элемента образуется сигнал логических единиц на выходах инвертора 39 и элемента И-НЕ 34. Логическая единица на выходе элемента И-НЕ 34 запрещает формирование высоких выходных сигналов на шинах тактовых (2.1) и стробирующих (2.3) импульсов. Однако в момент появления всех единиц на входах элемента И-НЕ 33 RS-триггер на элементах И-НЕ 36, 37 не переключается, он запоминает свое прежнее состояние. Только после прохождения целого периода импульса на выходе элемента И-НЕ 2 формируется единичный сигнал на выходе первого разряда счетчика. При этом на обоих входах элемента И-НЕ 35 оказываются высокие сигналы, и на входе RS-триггера формируется сигнал логического нуля, переключающий RS-триггер. При его переключении на выходной шине (2.2) синхронизирующих импульсов формируется единичный сигнал, сохраняющийся до того момента, когда счетчик 28 переключается из состояния "11.1" в состояние "00.0". При единичном сигнале на шине синхронизирующих импульсов (2.2) формируется более короткий сигнал на шине маркерных импульсов 2.4 (на выходе элемента И 42). Этот сигнал образуется при стробировании синхронизирующего сигнала единичным сигналом с прямого выхода второго разряда счетчика 38. То есть задние фронты синхронизирующего и маркерного сигнала совпадают, но длительность маркерного сигнала существенно меньше и равна сумме длительностей тактового импульса и паузы между тактовыми импульсами. После сброса в нулевое состояние счетчика 38 работа блока синхронизации 2 будет повторять рассмотренную выше. Если, как показано на фиг. 2, к элементу И-НЕ 33 будут подключены все прямые выходы разрядов счетчика 38, начиная с третьего, то длительность синхронизирующего импульса ровно в три раза будет превышать длительность тактового импульса (как это и показано на фиг. 5). Если же, например, к элементу И-НЕ 29 будут подключены единичные выходы разрядов счетчика 38, начиная с четвертого, (при этом, естественно, единичный выход третьего разряда должен быть подключен к третьему, дополнительному, входу элемента И 42), то длительность синхронизирующего импульса будет в семь раз превышать длительность тактового импульса и, соответственно, в три с половиной раза длительность маркерного импульса. Между двумя синхронизирующими (или маркерными) импульсами должно укладываться число n тактовых импульсов, равное числу разрядов шифратора 3. Число n определяется модулем счета счетчика 38 и продолжительностью синхронизирующего импульса. Если, например, счетчик 38 выделяет 32 состояния (начиная с "00000" до "11111"), а длительность синхронизирующего импульса ровно в три раза больше тактового, то n 14.
При частоте генератора 1 синхронизации 10-50 Гц продолжительность тактового импульса составляет 10-50 мс, а продолжительность маркерного импульса соответственно 20-100 мс.
Маркерные импульсы через элемент ИЛИ 4 поступают на генератор импульсов 5. При этом генератор импульсов 5 формирует на своем втором выходе последовательность импульсов частотой Fo (100-200) кГц при подключении единичного сигнала на его вход. При нулевом сигнале на входе - генерация импульсов прекращается. Импульсы с второго выхода генератора импульсов 5 поступают на антенный контур 6, который может быть выполнен в виде конденсатора и катушки индуктивности, подключенных к общей шине замка. Антенный контур 6 настраивается на частоту Fo генератора импульсов 5. Таким образом создается переменное магнитное поле. Если к антенному контуру 6 поднести ключ, то в его антенном контуре 7, настроенном на ту же частоту Fo и который может быть выполнен в виде конденсатора и катушки индуктивности, подключенных к общей шине ключа, возникает переменное напряжение в виде радиоимпульсов частотой Fo. Это напряжение поступает на аноды выпрямительного диода 8 и разделительного диода 9. При этом напряжение с катода диода 8 сглаживается накопительным конденсатором 10 и подается на шину 16, которая используется в качестве шины питания элементов ключа.
С катода диода 9 пачки продетектрированных радиоимпульсов поступают на формирователь импульсов 11, где они преобразуются в видеоимпульсы требуемой длительности. Таким образом, на выходе формирователя импульсов 11 формируется та же последовательность сигналов, как и на выходе элемента ИЛИ 4.
Необходимо отметить, что вид этой последовательности зависит от состояния D-триггера 23. Если в D-триггере запомнена логическая единица, то вентили И 24 и 25 открыты, и на выходе элемента ИЛИ 4 формируется последовательность, состоящая из синхронизирующего и n тактовых импульсов (поскольку единичный маркерный сигнал существует, если пренебречь сдвигом фронтов, только при единичном синхронизирующем сигнале, маркерный импульс практически не сказывается на форме выходного сигнала элемента ИЛИ 4). Если же в D-триггере 23 хранится логический нуль, вентили И 24 и 25 закрыты, на их выходах оказывается логический нуль, и на выходе элемента ИЛИ 4 формируется только сигнал, синфазный маркерному импульсу блока синхронизации 2.
Если антенный контур замка 6 удален от ключа, то формирователь импульсов 20 выдает на своем выходе логический нуль. Этот логический нуль попадает на информационный вход D-триггера 23 и по сигналу с маркерного выхода блока синхронизации 2 записывается в D-триггер 23. То есть при удалении ключа от антенного контура замка 6 высокочастотные импульсы формируются генератором импульсов 5 только при формировании блоком синхронизации 2 маркерного импульса.
Это означает, что непосредственно после внесения ключа в зону переменного магнитного поля антенного контура 6, на выходе формирователя импульсов 11 ключа будет сформирован сигнал, синфазный маркерному импульсу блока синхронизации 2. При этом в начале единичного сигнала маркерного импульса начинает формироваться напряжение питания ключа на шине 16. На такое формирование реагирует элемент 26 формирования фронта импульса, который сразу после установления напряжения питания на шине 16 формирует кратковременный импульс начальной установки длительностью 0,5-2 мс. Этот импульс устанавливает начальное содержимое счетчика 13, соответствующее формированию на его выходах кода, обеспечивающего подключение на выходе коммутатора 14 логической единицы, не зависящей от состояния блока 15 набора кода. Логическая единица на выходе коммутатора 14 обеспечивает формирование на выходе генератора импульсов 17 импульсных сигналов частотой F1 (1- 2) кГц.
Логическая единица с выхода генератора импульсов 17 открывает прерыватель 18. Таким образом, сигнал с катода разделительного диода 9 шунтируется через нагрузочный резистор 19 и открытый прерыватель 18. Это приводит к увеличению отбора тока от антенного контура 7.
Поскольку находящийся в ключе антенный контур 7 находится в индуктивной связи с антенным контуром 6 (в замке), возрастает выходной ток генератора импульсов 5, находящегося в замке. Это накладывает дополнительную модуляцию частотой F1 на выходные сигналы генератора импульсов 5. При этом огибающая сигнала будет сформирована на первом выходе генератора импульсов 5 (диаграмма 5.1 на чертежах фиг. 2, фиг. 3). Этот сигнал поступает на вход формирователя импульсов 20. Если в сигнале на входе формирователя импульсов 20 присутствует модуляция частотой F1, то на выходе формирователя импульсов 20 оказывается сигнал логической единицы, поступающий на информационный вход D-триггера 23. Поскольку в момент формирования единичного сигнала на информационном входе D-триггера 23, на его входе синхронизации присутствуют единичный маркерный сигнал (с четвертого выхода блока синхронизации 2), а выбранный тип D-триггера 23 позволяет заносить информацию по уровню логической единицы на входе синхронизации, на единичном выходе D-триггера 23 формируется логическая единица, открывающая элементы И 24 и 25. Поскольку во время маркерного импульса на информационном входе D-триггера 23 сохраняется единичный сигнал, по окончании маркерного импульса D-триггера 23 остается в единичном состоянии. При этом через элементы И 24 и 25 на входы элемента ИЛИ 4 поступают последовательности тактовых и синхронизирующих импульсов.
В те моменты, когда на выходе элемента ИЛИ 4 оказывается единичный сигнал, как уже было показано выше, на катоде разделительного диода 9 формируется пачка продетектированных радиоимпульсов частотой Fo. Эти импульсы поступают на формирователь импульсов 11, где они преобразуются в видеоимпульсы требуемой длительности. Таким образом, на выходе формирователя импульсов 11 формируется та же последовательность сигналов (синхронизирующий и n тактовых), как и на выходе элемента ИЛИ 4. Выходные сигналы формирователя импульсов 11 подключаются к селектору по длительности 12, который выделяет из последовательности импульсов более продолжительные синхронизирующие импульсы. Селектор импульсов по длительности 12 может быть выполнен в виде интегратора или в виде счетчика, обнуляемого сигналами с выхода формирователя импульсов 11 и производящего подсчет импульсов. Выходные сигналы селектора импульсов по длительности 12, синфазные синхронизирующим импульсам с второго выхода блока синхронизации 2, производят начальную установку счетчика 13, который в свою очередь подсчитывает число импульсов с выхода формирователя импульсов 11. Таким образом, каждому из тактовых импульсов блока синхронизации 2 соответствует определенный код счетчика 13. Этот код подается на группу адресных входов коммутатора 14. Этим обеспечивается последовательный опрос блока 15 набора кодов. Таким образом на выходе коммутатора 14 появляется последовательность логических нулей и единиц, определяемая набранным на блоке 15 набором кодов. При этом единичный выходной сигнал коммутатора 14 в режиме начальной установки счетчика 13 должен формироваться независимо от кода, набранного на блоке 15 набора кодов.
Последовательность выходных сигналов коммутатора 14 управляет работой генератора импульсов 17. При единичном выходном сигнале коммутатора 14 на выходе генератора импульсов 17 формируются импульсы частотой F1 (1-2) кГц. При логическом нуле на выходе коммутатора 14 выходным сигналом генератора импульсов 17 также является нулевой сигнал.
Логическая единица с выхода генератора импульсов 17 открывает прерыватель 18. Таким образом сигнал с катода разделительного диода 9 шунтируется через нагрузочный резистор 19 и открытый прерыватель 18. Это приводит к увеличению отбора тока от антенного контура 7.
Поскольку находящийся в ключе антенный контур 7 находится в индуктивной связи с антенным контуром 6 (в замке), возрастает выходной ток генератора импульсов 5, находящегося в замке. Это накладывает дополнительную модуляцию частотой F1 на выходные сигналы генератора импульсов 5. При этом огибающая сигнала будет сформирована на первом выходе генератора импульсов 5 (диаграмма 5.1 на чертежах фиг. 3, фиг. 4). Этот сигнал поступает на вход формирователя импульсов 20. Если в сигнале на входе формирователя импульсов 20 присутствует модуляция частотой F1, то на выходе формирователя импульсов 20 оказывается сигнал логической единицы, в противном случае - сигнал логического нуля. То есть последовательность логических нулей и единиц на выходе формирователя импульсов 20 соответствует задаваемой блоком 15 набора кодов последовательности выходных сигналов коммутатора 14. В блоке 21 сравнения кодов в момент прохождения стробирующего импульса происходит сравнение кодов с выхода формирователя импульсов 20 и с выходов шифратора 2. При совпадении этих кодов на выходе блока 21 сравнения кодов появляется единичный разрешающий сигнал, поступающий на исполнительный блок 22. Исполнительный блок 22 срабатывает, вызывая, например, отключение охранной сигнализации.
Во время каждого синхронизирующего импульса блока синхронизации 2 происходит подтверждение единичного состояния D-триггера 23, если ключ находится в переменном поле антенного контура 6. Если же ключ убран, D-триггер 23 переключается в нулевое состояние, и генератор импульсов 5 формирует высокочастотные сигналы только во время маркерных импульсов.
название | год | авторы | номер документа |
---|---|---|---|
ОХРАННОЕ КОДОВОЕ УСТРОЙСТВО | 1990 |
|
SU1834549A1 |
ОХРАННОЕ КОДОВОЕ УСТРОЙСТВО | 1994 |
|
RU2084958C1 |
ОХРАННОЕ КОДОВОЕ УСТРОЙСТВО | 1990 |
|
RU2042026C1 |
МОДУЛЯЦИОННЫЙ РАДИОМЕТР | 2001 |
|
RU2187824C1 |
Устройство для контроля монтажа | 1985 |
|
SU1352505A1 |
Цифроаналоговый преобразователь с автоматической коррекцией нелинейности | 1988 |
|
SU1594699A1 |
Формирователь импульсов | 1986 |
|
SU1383468A1 |
СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ СКОРОСТИ ВРАЩЕНИЯ ВАЛА И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ | 1991 |
|
RU2017156C1 |
Устройство для перемещения магнитной ленты | 1985 |
|
SU1265845A1 |
Устройство для контроля параметров двигателя внутреннего сгорания | 1988 |
|
SU1733946A1 |
Изобретение относится к охранным системам и может быть использовано для охраны транспортных средств, например автомобилей. Цель изобретения - повышение функциональной надежности устройства. Устройство состоит из двух конструктивно не соединенных частей: замка и ключа. Замок содержит генератор синхронизации 1, блок синхронизации 2, шифратор 3, элемент ИЛИ 4, генератор импульсов 5, антенный контур 6, формирователь импульсов 20, блок 21 сравнения кодов, исполнительный блок 22, D-триггер 23, два элемента И 24 и 25. В состав блока синхронизации 2 входит асинхронный Т-триггер на шести логических элементах И-НЕ, три элемента И-НЕ, RS-триггер на двух логических элементах И-НЕ, двоичный счетчик со срабатыванием по заднему фронту сигнала, два инвертора, элемент ИЛИ-НЕ, элемент И. Ключ содержит антенный контур 7, подключенный к анодам выпрямительного 8 и разделительного 9 диодов, накопительный конденсатор 10, формирователь импульсов 11, селектор импульсов по длительности 12, выход которого соединен с вторым входом счетчика 13, коммутатор 14, блок 15 набора кодов, шину 16 питания ключа, генератор импульсов 17, прерыватель 18, нагрузочный резистор 19, элемент 26 формирования фронта импульса. При внесении ключа в зону переменного магнитного поля антенного контура 6 замка происходит сравнение кодов, установленных в шифраторе 3, находящемся в замке, и в блоке 15 набора кодов, находящемся в ключе. При совпадении происходит выключение исполнительного блока 22. 1 з.п. ф-лы, 5 ил.
Противоугонное кодовое устройство для автомобиля | 1983 |
|
SU1188029A1 |
Способ получения молочной кислоты | 1922 |
|
SU60A1 |
Журнал "Радио", 1971, N 5, с | |||
Пишущая машина | 1922 |
|
SU37A1 |
Авторы
Даты
1996-10-10—Публикация
1990-02-20—Подача