УСТРОЙСТВО ДЛЯ ТРЕВОЖНОЙ СИГНАЛИЗАЦИИ Советский патент 2007 года по МПК G08B13/24 

Изобретение относится к области охранной техники и может быть использовано при оборудовании периметров различных объектов.

Наиболее близким по техническому решению к изобретению является устройство (1), представляющее собой замкнутую систему автоматического регулирования, в которой постоянство уровня сигнала в приемном тракте поддерживается за счет изменения уровня излучаемой мощности, а процесс принятия решения о нарушении контролируемой зоны состоит в логической обработке числа и последовательности команд на подстройку уровня излучаемой мощности.

Существенным недостатком данного устройства является низкая помехоустойчивость, определяемая недостаточной фильтрацией контролируемого сигнала. Действительно, на компараторы верхнего и нижнего уровней в известном устройстве поступают видеоимпульсы с выхода видеоусилителя, что и накладывает ограничения на постоянную времени фильтра, входящего в состав синхронного детектора (так как частота среза фильтра определяется условиями передачи неискаженной формы видеоимпульсов). Причем, введение известного устройства (например, выборки-хранения), восстанавливающего исходный спектр контролируемого сигнала с целью его последующей фильтрации, не представляется возможным из-за неизбежного появления инерционности в системе автоматического регулирования, что может привести к перерегулированию системы и возникновению колебательного процесса.

Действительно, скорость изменения напряжения на выхода фильтра зависит от его постоянной времени, которая определяется частотой сигнала, характерного для нарушителя, а частота опроса исследуемого сигнала (частота рабочих циклов) согласно теореме Котельникова должна быть как минимум в два раза выше наивысшей частоты этого сигнала.

Таким образом, низкая помехоустойчивость является принципиальным недостатком данного устройства.

Целью предлагаемого изобретения является повышение помехоустойчивости устройства.

На чертеже представлена функциональная схема устройства.

Устройство для тревожной сигнализации содержит генератор высокой частоты 1, управляемый аттенюатор 2, модулятор 3, генератор видеоимпульсов 4, усилитель мощности 5, передающий кабель 6, согласующий элемент 7, согласующий элемент 8, приемный кабель 9, усилитель высокой частоты 10, синхронный детектор 11, усилитель видеоимпульсов 12, компараторы 13, 14, накопители 15, 16, реле 17, 18 времени, первое 17, реверсивный счетчик 19, цифроаналоговый преобразователь 20, реле 21, 22 времени, элемент И 23, блок 24 выборки-хранения, управляемый фильтр 25, ключ 26, триггер 27, элемент ИЛИ 28, делитель 29 напряжения.

Устройство работает следующим образом.

Высокочастотный сигнал с выхода генератора высокой частоты 1 поступает на вход управляемого аттенюатора 2, с выхода которого - на вход модулятора 3. Сигнал с выхода генератора видеоимпульсов 4 управляет прохождением высокочастотного сигнала на вход усилителя мощности 5 и на первый вход синхронного детектора 11. С выхода усилителя мощности 5 радиоимпульс поступает в передающий кабель 6, нагруженный на согласующий элемент 7. Часть высокочастотной энергии, распространяемой за счет излучения, попадает на приемный кабель 9, нагруженный на согласующий элемент 8. Принятый приемным кабелем 9 сигнал поступает на вход усилителя высокой частоты 10, а с его выхода - на второй вход синхронного детектора 11. Видеоимпульс с выхода синхронного детектора 11 поступает на вход усилителя видеоимпульсов 12, а с его выхода - на вход блока выборки-хранения 24, с выхода которого аналоговый сигнал поступает на вход управляемого фильтра 25 (частота среза фильтра определяется возможными скоростями движения нарушителя), а с его выхода - на соответствующие входы компаратора 13 и компаратора 14, выполняющие функцию двухуровневого дискриминатора. В исходном состоянии (когда уровень контролируемого сигнала находится в допусковой зоне) на выходах обоих компараторов присутствует сигнал логического нуля, который с выхода компаратора 13 поступает на вход вычитания реверсивного счетчика 19, а с выхода компаратора 14 - на вход сложения реверсивного счетчика 19. Кроме того, выходы компараторов 13 и 14 соединены с входами схемы ИЛИ 28, а ее выход (в исходном состоянии присутствует уровень логического нуля) соединен со входом триггера 27. Выход триггера 27 соединен со входом управления ключа 26 и имеет в исходном состоянии уровень логического нуля. Делитель напряжения 29 включен между опорными уровнями компараторов 13 и 14 и имеет на выходе потенциал середины допусковой зоны. Выход делителя напряжения 29 соединен через ключ 26 (в исходном состоянии разомкнут) с входом управления управляемого фильтра 25. Вход сброса триггера 27 соединен со входом управления блока выборки-хранения 24 и с выходом генератора видеоимпульсов 4.

В исходном состоянии излучается такая мощность, что уровень сигнала на входе компараторов 13 и 14 находится в допусковой зоне. Предположим, что по каким-либо причинам изменились условия распространения излучаемой высокочастотной энергии в контролируемом пространстве. Это приведет к изменению уровня радиоимпульсного сигнала на входе усилителя высокой частоты 10 (для определения считаем, что произошло увеличение уровня). Соответственно увеличится уровень аналогового сигнала на выходе блока выборки-хранения 24 (в момент излучения высокочастотной энергии блок выборки-хранения 24 записывает сигнал, присутствующий на его входе, так как вход управления блока выборки-хранения 24 соединен с выходом генератора видеоимпульсов 4) и, если скорость нарастания уровня входного сигнала соответствует полосе пропускания управляемого фильтра 25, то увеличение уровня происходит и на его выходе. Тогда в какой-то момент времени уровень аналогового сигнала на входах компараторов 13 и 14 выйдет за границу допусковой зоны и, соответственно, сработает компаратор 13. На его выходе появится сигнал логической единицы, который, поступая на вход вычитания реверсивного счетчика 19, изменит код на его выходах, и, следовательно, напряжение на выходе цифроаналогового преобразователя 20. Так как выход цифроаналогового преобразователя 20 соединен со входом управления управляемого аттенюатора 2, то изменится его коэффициент передачи так, что при очередном рабочем цикле (при следующем импульсе с выхода генератора видеоимпульсов 4) произойдет уменьшение уровня излучаемой мощности.

При срабатывании компаратора 13, сигнал логической единицы с его выхода поступает и на вход элемента ИЛИ 28. На выходе элемента ИЛИ 28 появляется сигнал логической единицы, который, поступая на вход триггера 27, вызывает появление на его выходе сигнала логической единицы. Сигнал логической единицы с выхода триггера 27 поступает на вход управления ключа 26, который, замыкаясь, устанавливает выходное напряжение управляемого фильтра 25 равным выходному напряжению делителя напряжения 29 (то есть, середине допусковой зоны). Ключ 26 размыкается после появления очередного импульса с выхода генератора видеоимпульсов 4 (очередной рабочий цикл), который, поступая на вход сброса триггера 27, переводит состояние его выхода в логический ноль и выходное напряжение управляемого фильтра 25 начинает изменяться со своей постоянной времени до нового значения уровня сигнала, записанного блоком выборки-хранения 24, и являющегося результатом подстройки уровня излучаемой мощности в данном рабочем цикле.

При последующих рабочих циклах процесс будет повторяться до тех пор, пока уровень аналогового сигнала на входах компараторов 13 и 14 при очередном рабочем цикле не окажется в допусковой зоне.

При уменьшении уровня сигнала на входе усилителя высокой частоты 10 устройство работает аналогично, но в этом случае срабатывает компаратор 14 и сигнал логической единицы с его выхода, поступая на вход сложения реверсивного счетчика 19, вызывает увеличение напряжения на управляющем входе управляемого аттенюатора 2 и, как следствие, увеличение уровня излучаемой мощности.

Так как движения нарушителя в контролируемой зоне вызывают появление двухзнакового сигнала ("вошел-вышел"), то сначала появляются команды на увеличение уровня излучаемой мощности.

Так как движения нарушителя в контролируемой зоне вызывают появление двухзнакового сигнала ("вошел-вышел"), то сначала появляются команды на увеличение уровня излучаемой мощности, а потом - на уменьшение (или наоборот). Функцию определения достаточности (для распознавания нарушителя) числа команд подстройки уровня излучаемой мощности в течение необходимого времени выполняют накопитель 15, реле времени 17, входы которых подсоединены к выходу компаратора 13 и накопитель 16, реле времени 18, входы которых подсоединены к выходу компаратора 14. Выход реле времени 17 соединен с входом "сброс" накопителя 15, а выход реле времени 18 - с входом "сброс" накопителя 16. Таким образом, если в течение заданного времени на вход накопителя 15 (16) не поступит выбранное число команд на подстройку уровня излучаемой мощности, то на его выходе будет сохраняться сигнал логического нуля, а накопленная информация сбросится. К выходу накопители 15 подсоединен вход реле времени 21, а к выходу накопителя 16 - вход реле времени четвертого 22. Оба эти реле времени имеют одинаковую выдержку времени, которая выбирается из тактики применения устройства. Выходы реле времени 21 и реле времени 22 соединены с первым и вторым входами элемента И 23 соответственно. Если в течение заданного времени появится сигнал логической единицы на обоих входах элемента И 23, то на его выходе возникает сигнал тревоги.

Изобретение относится к области электротехники, в частности к охранной технике, и может быть использовано при оборудовании периметров различных объектов. Техническим результатом изобретения является повышение помехоустойчивости устройства, что достигается введением в устройство управляемого фильтра в сочетании с устройством выборки-хранения, триггером, элементом ИЛИ, ключом, делителем напряжения. Введение перечисленных устройств позволяет производить низкочастотную фильтрацию контролируемого сигнала. 1 ил.

Устройство для тревожной сигнализации, содержащее генератор высокой частоты, выход которого подключен к первому входу управляемого аттенюатора, выход которого подключен к первому входу модулятора, выход которого подключен к опорному входу синхронного детектора и через усилитель мощности к одному концу передающего кабеля, другой конец которого подключен к первому согласующему элементу, генератор видеоимпульсов, выход которого подключен ко второму входу модулятора, приемный кабель, один конец которого подключен ко второму согласующему элементу, а другой конец - через усилитель высокой частоты к информационному входу синхронного детектора, выход которого подключен ко входу усилителя видеоимпульсов, первый компаратор, выход которого подключен к вычитающему входу реверсивного счетчика, к первому входу первого накопителя и через первое реле времени - ко второму входу первого накопителя, выход которого через второе реле времени подключен к первому входу элемента И, выход которого является выходом устройства, второй компаратор, выход которого подключен к суммирующему входу реверсивного счетчика, к первому входу второго накопителя и через третье реле времени - ко второму входу второго накопителя, выход которого через четвертое реле времени подключен ко второму входу элемента И, выход реверсивного счетчика подключен ко входу цифроаналогового преобразователя, вывод которого подключен ко второму входу управляемого аттенюатора, отличающееся тем, что, с целью повышения помехоустойчивости устройства, в него введены блок выборки-хранения, управляемый фильтр, ключ, делитель напряжения, триггер, элемент ИЛИ, выход усилителя видеоимпульсов подключен к информационному входу блока выборки-хранения, выход которого подключен к информационному входу управляемого фильтра, выход которого подключен ко входам первого и второго компараторов, второй выход каждого из которых подключен к соответствующему входу делителя напряжения, выход которого подключен к информационному входу ключа, выход которого подключен к управляющему входу управляемого фильтра, первые выходы первого и второго компараторов подключены ко входам элемента ИЛИ, выход которого подключен к первому входу триггера, вывод которого подключен к управляющему входу ключа, выход генератора видеоимпульсов подключен ко второму входу триггера и к управляющему входу блока выборки-хранения.