Приемное устройство для систем охранно-пожарной сигнализации Советский патент 1979 года по МПК G08B17/10 

1

Устройство относится к фотоэлектрическим системам охранно-пожарной сигнализации, предназначенным для охраны помещений.

Известно устройство, реагирующее как на т оявление дыма, так и на появление человека в охраняемом объекте, содержащее излучатель и npiieMHHK обработки полученного сигнала 1 .

Недостатком данного устройства является то, что устройство имеет малъай динамический диапазон, слабую помехозащищенность и что в качестве источника излучения используется лампа накаливания. Для того, чтобы получить высокую чувствительность и помехозащищенность, частота модуляции источника излучения должна быть высокой. Лампа накаливания ввиду ее значительной инерционности не позволяет реализовать этой возможности и кроме этого, у лампы накаливания незначительный срок службы.

Наиболее близким по техническдй сущности является приемное устройство для систем охранно-пожарной сигнализации, содержащее фотодатчик, соединенный одним выводом с резистором нагрузки к через разделительный конденсатор с одним выводом реэистоpa смещения, подключенного другим выводом к щине питания, и с затвором полевого транзистора, исток которого соединен с одним выводом первого резистора, второй резистор, конленсатор и биполярный транзистор {2 .

Однако такое устройство имеет малую чувствительность (коэффициент передачи фотодатчика меньше единицы ; неполную компенсацию световой и монтажной емкостей приемника, недостаточный динамический диапазон.

Целью предлагаемого изобретения является повышение чувствительности и быстродействия устройства.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство введен третий резистор и потенциометр, первый вывод которого соединен с истоком полевого транзистора,второй вывод - с коллектором биполярного транзистора, подвижный контакт потенциометра соединен с другим выводом фотодатчика, сток полевого транзистора подключен ко второму резистору и к базе биполярного транзистора,- другой вывод первого резистора соединен через третий резистор с шиной питания, параллельно третьему резистору подключен конден.сатор.

Изобретение будет понятно из ниже приведенного описания, где дан пример использования приемного устройства для систем охранно-пожарной сигнализации. На рисунке изображена блоксхема устройства, которая состоит из набора контролирующих каналов 1; каждый из которых содержит фотодатчик 2 с резистором нагрузки 3, резистор смещения 4 и разделительный конденсатор 5, блок компенсации 6, состоящий из полевого- транзистора 7, резисторов 8, 9, конденсатора 10, резистора 11, биполярного транзистора 12, потенциометра 13, предварительного усилителя 14, блока коррекции 15, генератора 16, излучателя 17, основного усилителя 18, блока детектора с интегратором 19,. а также состоит из формирователя 20 и исполнителхэного блока 21.

Набор контролирующих каналов 1... представляет собой совокупность независимых взаимозаменяе№1х блоков, которые предназначены для приема и обработки оптических сигналов, поступающих с охраняемого объекта, причем, каждый из каналов подключен к соответствующему входу формирователя вырабатывающего сигналы, запускающие исполнительный блок для выдачи сигнала тревоги при появлении нарушителя или в поле зрения хотя бы одного из каналов. Так как контролирующие каналы идентичны и независимы, то принцип действия будет описан на примере одного канала.

Работа устройства осуществляется следующим o6pa3oivi. В ждущем режиме .световой сигнал, модулированный прямоугольными импульсами длительностью 20 МКС из излучателя 17, управляемого генератором 16, через охраняемое пространство поступает на фотодатчик 2, где преобразуется в электрический сигнал, выделяемый на резисторе 3 и подаваемый через конденсатор 5 на резистор 4. С резистора 4 электрический сигнал подается на затвор полевого транзистора 7, в истоковую цепь которого включены резистор 8 и резистор 9j зашунтированный конденсатором 10. В преобразователях излучения описанных Б прототипе 2} и аналоге 1 , быстродействие ограничивается постоянной времени входной RC-цепи, где R - сопротивление нагрузки фотодиода, а С - входная емкость фотодиода, равная сумме .собственной и монтажной емкостей фотодиода. Для. увеличение чувствительйости фотопреобразователя увеличивают сопротивление нагрузки, но из-за того, что .вхоная емкость практически не может быт менее 5-10 пф тем самым увеличивают постоянную времени входной КС-цепи, а следовательно, снижают быстродействие. -Таким образом, чтобы получить высокую чувствительность и быстродействие нужно компенсировать емкость

фотодатчика. Последнее достигается тем, что один из выводов фотодатчика 2 подключается через плечо потенциометра 13 к истоку полевого транзистора 7 , куда со стока этого транзистора 7 через потенциометр 13 в коллекторе биполярного транзистора 12, база которого связана со стоком полевого транзистора 7 и через резистор 10 с щиной питания, подается в фазе сигнал, близкий к сигналу на затворе полевого транзистора 7. Тем самым

удается снизить влияние емкости фотодатчика и на порядок и более увеличить чувствительность и быстродействие. Затем сигнал с коллектора биполярного транзистора 12 поступает на

вход дополнительного усилителя 14. Как показано на рисунке выход дополнительного усилителя 14 связан со входом основного усилителя 18 через блок коррекции 15, коэффициент передачи которого зависит от напряжения, поступающего на его второй вход со второго выхода детектора с интегратором, 9. Причем, чем больше напряжение на выходе детектора с интегратором 19, тем меньше коэффициент передачи сигнала с выхода предварительного усилителя 14 на вход основного усилителя 18. При дальнейшем увеличении напряжения, поступающего со второго входа детектора с интегратором 19, на

вход генератора 16 со второго выхода блока коррекции 15 подается сигнал, снижающий величину мощности, излучаемой излучателем 17. Сигнал, усиленный основным усилителем 18, поступает на

5 вход детектора с интегратором 19. На детектор с интегратором 19 также подается сигнал со второго выхода генератора 16, синхронный с сигналом, излучаемым излучателем 17. Синхронный сигнал с генератора 16 управляет детектором 19 таким образом, что вход детектора с интегратором 19 за-, корочен в период, когда излучатель 17 не излучает и открывается только при поступлении светового импульса с излучателя 17 на время, равное длительности импульса (20 мкс), Такая связь детектора с генератором позволяет значительно повысить помехозащищенность устройства, а следовательно, и его чувствительность. Если в

50 поле зрения фотоприемника 2 и излучателя 17 нет движущихся предметов или дыма устройство находится в ждущем режиме и сигнал тревоги отсутствует. Изменения в мощности излучения, 55 падающего на фотодатчик 2 за счет

появления нарушителя или дыма в охраняемом объекте, выделяются детектором с интегратором 19 и поступают на формирователь сигнала тревоги 20. gQ Формирователь сигнала тревоги 20 в этом случае вырабатывает потенциал, который запускает исполнительный

5 блок 21, воспроизводящий тревожный сигнал. Детектор с интегратором 19 формирует также управляющее напряже ние, поступающее на блок коррекции 15, которое управляет коэффициентом передачи сигнала с выхода усилителя 14 на вход основного усилителя 18, а также величиной интенсивности излучения излучателя 17. Управление происходит следующим образом. При малых сигналах, когда на фотодатчик 2 попадает незначительная часть излучения от излучателя 17, сигнал на выходе детектора с интегратором 19 мал и при этом управляющее напряжение равно нулю. И, следовательно, ко эффициент передачи сигнала от усилителя 14 к усилителю 18 максимален. При увеличении сигнала на втором вы ходе детектора с интегратором 19 формируется управляющее напряжение, которое уменьшает коэффициент переда чи сигнала от усилителя 14 к усилителю 17 таким образом, чтобы сигнал на выходе детектора с интегратором 19 находился в заданном динамическом диапазоне. При очень сильном возрастании интенсивности излучения, попадающего на фотодатчик 2, управляющее напряжение, формируемое Детектором с интег1 атором 19 увеличивается настол ко, что излучаемая излучателем 17 мсмдность уменьшается за счет подачи управляющего напряжения со второго выхода блока коррекции 15 на генератор 16, до тех пор, пока сигнал на выходе детектора с интегратором 19 не достигнет значения, находящегося в пределах заданного динамического диапазона. Введением блока коррекции 15, управляющего коэффициентом передачи сигнала с выхода предварительно го усилителя 14 на вход основного усилителя 17 и управляющего выходным напряжением генератора 16, управляе- мого в свою очередь детектором с интегратором 19 удалось значительно расширить динамический диапазон устройства. Формула изобретения Приемное устройство для систем охранно-пожарной сигнализации, сод ржашее фотодатчик, соединенный одним выводом с резистором нагрузки и через разделительный конденсатор с одним выводом резистора смещения, подключенного другим выводом, к шине питания, и с затвором полевого транзистора, исток которого соединен с одним выводом первого резистора, второй резистор, конденсатор и биполярный транзистор, отличающееся тем, что/ с целью повышения чувствительности и быстродействия уйтройства, в него введен третий резистор и потенциометр, первый вывод которого соединен, с истоком полевого транзистора, второй вывод - с коллектором биполярного транзистора, подвижный контакт потенциометра соединен с другим выводом фотодатчика, сток полевого транзистора подключен ко второму резистору и к базе биполярного транзистора, другой вывод первого резистора соединен через третий резистор с шиной п гвщнп, параллельно третьему резистору подключен конденсатор. Источники информации, принятые во внимание приэкспертизе: 1.Патент CIUA 3634833, кл. 340-237, 1974. 2.Авторское свидетельство СССР 552630, кл. G08 В 19/00, 1975.