Оптико-электронное устройство охранной сигнализации Советский патент 1980 года по МПК G08B13/18 

(54) ОПТИКО-ЭЛЕКТРОННОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОХРАННОЙ

СИГНАЛИЗАЦИИ

да-, .тактовый распределитель и формирователь кода синхронизацииуа на приемной стороне - полосовой фильтр, селектор кода синхронизации, узел восстановления такта и счетного кода, распределитель ка 1алов, индикатор наличия кода синхронизации. В каждый блок приема оптического излучения введены два синхронных ключа и оконечный усилитель. На передающей стороне генератор соединен с узлом выделения стробовИ счетйого , один выход которого соединен с первыми входами формирователя кода синхронизации и тактового распределителя, первый выход которого соединен со вторым входом формирователя кода синхрони зации. Другие .выходы узла выделения стробов и счетного кода соединены с соответствующими входами Тактового распределителя, остальные выходы которого соединены с усилителями тока соответствующих излучателей. Выход Формирователя кода синхронизации через линии связи соединен с полосовым фильтром. Выход полосового фильтра соединен с селектором кода сйнхройизации, первый выход которого соединен с индикатором нйличия кода синхронизации и первым входом распределителя каналов. Второй выход селектора кода синхронизации соединен с узлом воестановления такта и счетного кода, выходы которого соединены с соответствующими входами распределителя каналов Выход усилителя с автоматической регулировкой усиления соединен с первым входом первого синхронного ключа, который соединен со вторым входом усилителя с автоматической регулировкой усиления и через оконечный усилитель с первым входом второго синхронного ключа. Вторые входы первого и второго синхронных ключей соединены с соответствующим выходом распределителя каналоё. Выход второго синхронного ключа соединен с соответствующим входом узлаобработки и выдачи сигнала тревоги.

В описании дан пример работы устройства с применением фазо-импульснс го кода модуляции оптических каналов с. соответствукяяей синхронизацией Колонок зазлучателей, и фотоприемников (возможен и другой способ кодирования информационных каналов устройства). - --- Г

На фиг. 1 приведена структурная схеи передающей сторошл устройства; на фиг. 2 - структурная схема приемной стороны устройства; на фиг. 3 временные диаграммы, поясняющие рабо ту передающей стороны устройства; на фиг. 4. - временные диаграммрз, поясняющие работу колонки фотоприемников,

Устройство для охранной сигнализации содержит передающую 1 и приемную 2 стороны, соединенте те межлу с;г)бой . двухпроводной линией связи 3 и опти|чески связанные между собой,и оптические каналы 4, Излучатели 5, установлены на передающей стороне 1, фотоприемники 6 - на приемной стороне 2.

На передающей стороне размещены задающий генератор 7, узел выделения стробов и счетного кода 8, тактовый распределитель 9 и формирователькода синхргонизации 10. Каждый излучатель 5 содержит усилитель тока 11, излуча юсций.диод 12 и линзу 13.

На приемной стороне размещены полосовой фильтр 14, селектор кода син- . хронизации 15, узел восстановления такта и счетного кода 16, распреде- . литель каналов 17, индикатор наличия кода синхронизации 18, узел обработки и выдачи сигнала тревоги 19 и четыре блока приема оптическогО излучения 20.Блок 20 содержит первый синхронный ключ 21, оконечный усилитель 22, второй синхронный ключ 23 и фотоприемник б, содержащий линзу 24, собирающую излучение на фотодиод 25, который соединенчерез предварительный усилитель 26 с усилителем 27 с автоматической регулировкой усиления.

Устройство работает следующим обра ЗОМ..

ИК-излучение от излучателей 5 проходит через охраняемое пространство и при отсутствии препятствий в .охраняемой зоне достигает соответствующих фотоприемников 6, создавая оптические каналы 4. При этом устройство находится в дежурном режиме охраны и не выдает сигнала тревоги),

При появлении в охраняемой зоне нарушителя или любого другого непрозрачного объекта один или несколько лучей прерываются, и устройство выдает сигнал тревоги, например, на пульт центрального наблюдения или с помощью местной сигнализации.

Помехозащищенность каждого приемоусилительного тракта оТ засветки его фотоприемников соседними лучами достигается путем раздельного функционирования, излучателей по заданному закону с соответствукицим переключением приемо-усилительных трактов.

В колонке излучателей 5 задающий Генератор 7 формирует прямоугольные импульсы частотой, например, 100 кгц, (фиг, 3,а), которые подаются на вход узла выделениястробов и счетного кода 8, где формируются стробирующие импульсы (в данном случае длительностью 10 МКС с периодомследования 125 МКС, фиг. 3,5) и параллельный счетный код каждого из каналов . (фиг. 36,г,9;). Стробируквдие импульсы подаются на стробирующий вход формирователя кода синхронизации 10 и на один из входов распределителя 9, на другие входы которого одновременно поступает параллельный счетный код 5 каждого из каналов. На канальных вы1ходах распределителя 9 присутствуют импульсы длительностью 10 мкс сдвинутые один относительно другого на время 125 МКС и имеющие в своем канале период следования 500 мкс (фиг. Зж, ) . Усилитель тока 11 служит для пропускания импульса тока через диод 12 на время присутствия на его входе канального импульса от распределителя 9. Так как диод 12 высвечивается прак тически безынерционно. то кажднй излучатель 5 излучает импульсы, длитель ность и частота следования которых.та же, что и у импульсов на канальнвлх выходах распределителя 9 (фиг, 3w, j, Тактовый импульс распределителя 9 подается на соответствующий вход формирователя кода синхронизации ib. В данном случае он совпадает по фазе и длительности с одним из канальных импульсов, которому присваивается, например, первый номер. С выхода формирователя 10 в линию связи 3 поступает код синхронизации, временная ди аграмма которого показана на фиг. 3,л (в данном примере в устройстве приманен амплитудно-временной код синхронизации, передаваемый по линии связи 3). Длительность каждого импульса определяет время строСЗирования соответствующего канала. При этсм импульсы меньшей амплитуды несут информацию о количестве каналов, а импульсы большей амплитуды - о длительности такта. Из-за наличия электромагнитных на,водок и помех от промышленной сети, радиостанций и т. д. на вход колонки фотоприемникрв с линии связи 3 поступают искаженные импульсы кода синхронизации, примерный вид которых показан на фиг. 3,U. В колойке фотоприемников импульсы кода синхронизации проходят через фильтр 14, настроенный по полосе пропускания для данного кода синхронизации, после чего (фиг. 4 ,а ) , поступают на вход селектора кода синхронизации 15, откуда разделенные по амплитудному признаку снимаются стробирующие импульсы (фиг. 4,6) и тактовые импуль ::ы (фиг. 4,fe) . Тактовые импульсы поступают на тактовый вход узла восстановления такта и счетного кода 16, ко торый с приходом каждого тактового импульса устанавливается в начальное положение, что устраняет возможные сбои синхронизации, произошедшие за время такта из-за случайных помех, и обеспечивает быстрый выход устройства На нормальный режим работы при его включении./ Так как в блоке приема оптического излучения 20 каждого канала происходи расширение принятого фотодиодом 25 им пульса ИК-излуче ия, то для увеличени .соотношения сигнал/иг М возможно удлинёние стробирующих импульсов, например, до 15 мкс (фиг. 4,6) в селекторе кода синхронизации 15. Стробирующие импульсы подаются одновремейно на узел восстановления такта -и счетного кода 16, на распределитель каналов 17 и на индикатор наличия кода синхронизации 18, световой индикатор которого сигнализирует о поступлении кода синхронизации. В узле восстановления такта и счетного кода 16 стробирующие импульсы используются для переключения каналов, а в распределителе каналов 17 ими определяется дли- тельность включений каждого канала. Канальные выходы распределителя каналов 17 подключены к двум синхрон-, ным ключам 21 и 23 .каждого приема оптического излучения. При этом временные ди&граммы выходных напряжений распределителя каналов 17 полностью.совпадают с временнь(ми диаграммами выходных напряжений распределителя 9 (фиг. 3w, g,u,W) , чем достигается синхронное включение в работу соответствую1цего блока приема оптического излучения 20 при функционировании соответствующего излучателя 5. Работа всех блоков приема оптического излучения 20 идентична. Например, на первый блок 20 подается синхроимпульс, вырабатываемыйв момент прихода тактового импульса по линии связи 3 (фиг. 4,6). Это означает, что вЫход первого канала распределителя каналов 17 соединен с ключами 21 и 23 блока 20. Оптический канал собирается лин,зой 24, преобразуется в электрический сигнал фотодиодом 25 и усилителями |22 и 27. Так как в дежурном режиме работы между передающей 1 и приемной .2 сторонами нет непрозрачных препятствий, то на фотоприемник 6 попадают оптич:еские сигналы от всех излучателей 5 примерно с рйвной интенсивностью, а на выходе усилителя 27 присутствуют напряжения, временные диаграммы которых показаны на фиг. 4,Ь. При этсм от импульсов напряжения соседних каналов необходимо, избавиться. В противном случае они будут воздействовать йа амплитудный детектор данного канала, как его собственные. Эту задачу -выполняет первый синхронный ключ 21, на выходе которого присутствует напряжение, показанное на фиг, 4,9. Это напряжение подается на вход управления коэффициентом усиления усилителя 27 и на усилитель 22. При этсм регулировка коэффициента усиления усилителя 27 осуществляется только по амплитуде выходного напряжения данного канала, что приводит к установлению собственного коэффициента усиления в каждом блоке приема оптического излучения, что повьпиает помехбзащшценность и надежность устройства. Усилитель 22 усил й5вае т напряжение, пбст /пающее с ключа 21 и благодаря тШу, что на выходе усилителя 27 псщр ШШгШЖвтдм:5№у(1т Ш вап яжёния, примерно равный порогу ораб тьшания узла обработки и йВДачи сиг нала тревоги 19 i создается запас по сигналу, который равен коэффициенту усиления усилителя 22. Этот запас йеобхрдИМ для того, чтобы устройство tfe выдавало ложный сигнал тревоги прй реЭййХ локальных изменениях оптической плотности среды, котоЕЯые могу прбйгйГбДйть , например, при дожде снеге, тумане. На ключ 23 поступает напряжение с выхода усилителя 22, (см, фиг. 4,е). Между рабочими импульсами первого канйна присутствуют импульсы от со Гёда:йх кайал-ш, которые могут проходить через ключ 21 из-за его неидеаданости и усиливаться усилителем 22 Если-коэффициент усиления этого уси ЯйтёЛя составляет, например , окрло ста, то импульсы соседних каналов уси ливаются до уровня, близкого к порогу срабатывания узла обработки и выдачи сигнала тревоги. 19, и это может вновь (несмотря на наличие ключа 21) привес - -Й--к--пё-йв ЛёНию ложн ог о сиг на ла трев оги, ,. ,. Для тГбШшёния помехозащищенности канала.за усилителем 22 установлен второй синхронный ключ 23, при сниже нйй ейгнала с выхода .которого ниже з данного уровня Unop (фиг. 4,) устрой efBo выдает сигнал тревоги. . .Натурные испытания опытного образ ца устройства на периметре в условия открытого воздуха показали, что уст. ройство имеет дальность действия более 200 м при динамическом диапазо не работы (превышении величины рабочего сргнала над rtoporoM срабатывания) более 100, полную независимость работы каждого луча устройства и сохраняет работоспособность при дожде, с,неге, тумане и т. п. При этом устройство работает стабильно и без про пусков вьщает сигнал тревоги при пересгечёний нарушителем как одного, так одновременно нескольких лучей. При использовании 1000 штук устройств в год ожидаемый экономический эффект составит не менее 100000 р. Формула изрбретенйя Оптик.о-электронное устройство для Охранной.сигнализации/содержащее на передающей стороне задающий генерато и излучатели, каждый из которых опти чески связан с размещенныг1 на приемной стороне фотоприемником соответст вующего блока приема оптического изпучения,, в каждом из которых выход фотоприемника связан с последовательно соединенными предварительным усилителем и усилителем с автоматической регулировкой усиления, узел обработки и выдачи сигналов тревоги, отличающееся тем, что, с целью повышения дальности действия и надежности устройства, на его передающей стороне введены узел выделения стробов и счетного кода, тактовый распределитель и формирователь кода синхронизации, на приемной стороне введены полосовой- фиЛьтр, селектор кода син- хронизации, узел восстановления такта и счетного кода, распределитель каналов, индикатор наличия кода синхронизации, в каждый блок приема оптического излучения введены два синхрбнных ключа И оконечный усилитель, на передающей стороне генератор соединен с узлом выделения стробов счетного кода, один выход которого сЬединен с первыми входами форми зователя кода с:инхронизации и тактового распределителя, первый выхоц которого соединен со вторым входом формирователя кода синхронизации, другие выходы узла выделения стробов и счетного кода соединены с соответствук)щими входами тактового распределителя, другие выходы которого соединены с соответствующими излучателями, выход формирователя кода синхронизации через линию связи, соединен с полосовым фильтром, выход полосового фильтра соединен с селектором йода синхронизации, первый выход которого соединен с индикатором наличиЯ кода синхронизации и первым входом распределителя каналов, второй выход селектора кода синхронизации соединен с узлом восстановления такта и счетного кода, выходы, которого соединены с соответствующими входами распределителя каналов, выход усилителя с автсжлатической регулировкой усиления соединен с первым входом первого синхронного ключа, который соединен со вторым входом усилителя с автоматической регулировкой усиления и-через оконечный усилитель с первым входом второго синхронного ключа, вторые, входы первого и второго синхронных ключей соединены с соответствующим выходом распределителя каналов, выход второго синхронного клича соединен с соответствующим вхр-дом узла обработки и выдачи сигнала тревоги. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Патент США 1Ф 3.742.222 кл. 250-209, 26.06.73. , 2.Патент США, 3.970.846, кл. 250-221, 20.07.6 (прототип).

726549