Устройство для тревожной сигнализиции

 

Изобретение относится к области охранной техники. Устройство содержит генератор высокой частоты, управляемый аттенюатор, модулятор, генератор видеоимпульсов, усилитель мощности, передающий кабель, первую и вторую согласованные нагрузки, приемный кабель, усилитель высокой частоты, синхронный детектор, усилитель видеоимпульсов, два компаратора, два накопителя, четыре реле времени, реверсивный счетчик, цифроаналоговый преобразователь, элемент И, делитель напряжения, регулятор усиления, регулируемый дифференциальный усилитель. Выход усилителя видеоимпульсов подключен к информационному входу регулируемого дифференциального усилителя, выход которого подключен к первым входам компараторов. Второй вход первого компаратора объединен с первым входом делителя напряжения, а вторые воды второго компаратора и делителя напряжения объединены. Выход делителя подключен к управляющему входу регулируемого дифференциального усилителя. Технический результат - повышение функциональной надежности устройства. 1 ил.

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

Известны устройства тревожной сигнализации, применяющие в качестве чувствительного элемента излучающие кабельные линии и поддерживающие постоянство уровня сигнала в приемном тракте за счет изменений уровня излучаемой мощности.

Указанные устройства представляют собой замкнутые системы автоматического регулирования, которым наряду с достоинствами (повышенная вероятность обнаружения, хорошие радиомаскировка и электромагнитная совместимость, повышенная помехоустойчивость за счет постоянного соотношения сигнал-помеха) присущ характерный недостаток: невозможность регулировки чувствительности к объекту обнаружения. Действительно, поскольку известные устройства поддерживают постоянный уровень сигнала в приемном тракте за счет подстроек уровня излучаемой мощности передающим блоком, постольку невозможно повысить чувствительность приемного блока без изменения уровня излучаемой мощности. Именно таким образом и обеспечивается в этих устройствах постоянное соотношение сигнал-помеха после начальной установки чувствительности в приемном блоке, которой адекватна излучаемая мощность в конкретных условиях распространения энергии в контролируемой зоне. Следовательно, чувствительность к объекту обнаружения устанавливается в данных устройствах аппаратным способом и рассчитана на определенную (усредненную) величину приращений сигнала от нарушителя, причем это значение чувствительности справедливо только для определенного расстояния между чувствительными элементами (приемной и передающей кабельными линиями) и их способа (среды) размещения на периметре. Отсутствие же регулировки чувствительности к объекту обнаружения не позволяет селектировать его размеры, что может привести либо к пропускам нарушителя, либо к срабатываниям от мелких животных. Кроме того, практически ограничивается возможность изменений размеров и конфигурации контролируемой зоны за счет изменения расстояния между чувствительными элементами, так как это неизбежно приводит либо к снижению вероятности обнаружения нарушителя, либо к повышению вероятности ложного срабатывания от мелких животных. Таким образом, невозможность регулировки чувствительности к объекту обнаружения является существенным недостатком известных устройств, снижающим информационную надежность и возможность изменения размеров контролируемой зоны.

Принципиально возможно регулировать чувствительность к объекту обнаружения, не изменяя уровня излучаемой мощности, в известных устройствах путем изменения ширины допусковой зоны, образованной компараторами верхнего и нижнего уровней. Однако, в этом случае, при узкой допусковой зоне, что соответствует высокой чувствительности к приращению сигнала от нарушителя, на работу устройства будут сказываться различные дестабилизирующие факторы, а при широкой допусковой зоне (низкая чувствительность) и нахождении уровня сигнала вблизи одной из границ, приращений сигнала может не хватать для выхода уровня за другую границу и, следовательно, будет нарушаться алгоритм обработки. Следовательно, регулирование чувствительности к объекту обнаружения за счет изменения ширины допусковой зоны также может привести в одном случае к увеличению числа ложных срабатываний, а в другом - к пропуску нарушителя.

Целью предлагаемого изобретения является повышение вероятности обнаружения, снижение вероятности ложного срабатывания и расширение возможностей изменения размеров и конфигурации контролируемой зоны без снижения информационной надежности за счет установки оптимальной чувствительности к объекту обнаружения.

Поставленная цель достигается введением в устройство, содержащее генератор высокой частоты, управляемый аттенюатор, модулятор, генератор видеоимпульсов, усилитель мощности, передающий кабель, согласованные нагрузки первую и вторую, приемный кабель, усилитель высокой частоты, синхронный детектор, усилитель видеоимпульсов, компараторы верхнего и нижнего уровней, реверсивный счетчик, цифроаналоговый преобразователь, накопители первый и второй, четыре реле времени, элемент "И" - делителя напряжения, регулятора усиления, дифференциального усилителя.

Устройство для тревожной сигнализации представлено на фиг.1 и содержит: генератор высокой частоты 1, управляемый аттенюатор 2, модулятор 3, генератор видеоимпульсов 4, усилитель мощности 5, передающий кабель 6, согласованную нагрузку первую 7, согласованную нагрузку вторую 8, приемный кабель 9, усилитель высокой частоты 10, синхронный детектор 11, усилитель видеоимпульсов 12, компаратор верхнего уровня 13, компаратор нижнего уровня 14, накопитель первый 15, накопитель второй 16, реле времени первое 17, реле времени второе 18, реверсивный счетчик 19, цифроаналоговый преобразователь 20, реле времени третье 21, реле времени четвертое 22, элемент И 23, делитель напряжения 24, регулятор усиления 25, дифференциальный усилитель 26.

Работа устройства происходит следующим образом. Высокочастотный сигнал с выхода генератора высокой частоты 1 поступает на вход управляемого аттенюатора 2, а с его выхода - 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 согласованную нагрузку первую 7. Часть высокочастотной энергии, распространяемой за счет излучения, попадает на приемный кабель 9, нагруженный на согласованную нагрузку вторую 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 неинвертирущий вход дифференциального усилителя 26, выход которого подсоединен к входам компараторов верхнего 13 и нижнего 14 уровней, выполняющих функцию двухуровневого дискриминатора, т.е. имеющих для сигнала допусковую зону, при нахождении в которой уровня сигнала на выходах обоих компараторов присутствует сигнал логического нуля.

Делитель напряжения 24 подключен своими входами соответственно к опорному уровню (входу) компаратора верхнего уровня 13 и к опорному уровню (входу) компаратора нижнего уровня 14, т.е. имеет на своем выходе потенциал середины допусковой зоны. Выход делителя напряжения 24 подключен к инвертирующему входу дифференциального усилителя 26 и выходу регулятора усиления 25, вход которого подключен к выходу дифференциального усилителя 26. Таким образом регулятор усиления 25 оказывается включенным в цепь обратной связи дифференциального усилителя 26, что обеспечивает одинаковое изменение коэффициента усиления дифференциального усилителя 26 по обоим его входам. Коэффициент усиления дифференциального усилителя 26 разный по входам и составляет:

по неинвертирующему входу K,

по инвертирующему входу (K-1),

где K - коэффициент передачи регулятора усиления 25. Следовательно, дифференциальный усилитель 26 по неинвертирующему входу усиливает уровень рабочего сигнала, а по инвертирующему - потенциал середины допусковой зоны двухуровневого дискриминатора, причем на выходе дифференциального усилителя остается усиленная разность сигналов, действующих на его входах, и потенциал середины допусковой зоны. Поясним это математически. Выходное напряжение дифференциального усилителя 26 при подаче сигнала на неинвертирующий вход:

U_вых1 =U_вх1·K

выходное напряжение дифференциального усилителя 26 при подаче сигнала на инвертирующий вход

U_вых2=U_вх2 ·(K-1)

Суммарное выходное напряжение дифференциального усилителя 26

U_вых=U _вх1·K-U_вх2·(K-1)

После преобразования получаем

U_вых =K(U_вх1-U_вх2)+U _вх2

Таким образом, при U_вх1 =U_вх2 (и при любом значении K) на выходе дифференциального усилителя присутствует только потенциал, подаваемый на его инвертирующий вход, т.е. потенциал середины допусковой зоны (U_вх2). При изменениях же уровня сигнала на неинвертирующем входе, т.е. U_вх1≠U_вх2, эта разность потенциалов усилится в K раз на фоне U_вх2. Следовательно, произойдет усиление только приращений сигнала на неинвертирущем входе дифференциального усилителя, т.к. U_вх2=const.

Предположим, что по каким-либо причинам произошло изменение уровня наведенного сигнала на приемную антенну (кабель). Это приведет к изменению уровня на выходе усилителя высокой частоты 10, синхронного детектора 11 и видеоусилителя 12 (предположим, что произошло увеличение уровня сигнала). При этом на входы компараторов 13 и 14 поступит усиленный относительно заданного (исходного) уровня сигнал с выхода дифференциального усилителя 26, а т.к. произошло увеличение уровня сигнала, то сработает компаратор верхнего уровня 13, и на его выходе появится сигнал логической единицы, который, поступая на вход вычитания реверсивного счетчика 19, изменит код на его выходах. Следовательно, изменится выходное напряжение цифроаналогового преобразователя 20, который своими входами подключен к выходам реверсивного счетчика 19. Так как выход цифроаналогового преобразователя 20 подключен к управляющему входу управляемого аттенюатора 2, то изменится коэффициент передачи последнего и при очередном рабочем цикле (определяется временем формирования очередного импульса генератором видеоимпульсов 4) уровень излучаемой мощности изменится (уменьшится). Этот процесс будет повторятся до тех пор, пока уровень сигнала с выхода дифференциального усилителя 26 не войдет в допусковую зону. При уменьшении уровня сигнала на входе усилителя высокой частоты 10 устройство работает аналогично. В этом случае появляется сигнал логической единицы на выходе компаратора нижнего уровня 14, который поступает на вход сложения реверсивного счетчика 19. В конечном итоге увеличивается уровень излучаемой мощности с целью компенсации изменений сигнала на выходе дифференциального усилителя 26, т.е. на входе двухуровневого дискриминатора.

Таким образом, создается возможность эффективной регулировки полезных приращений сигнала независимо от выбранного в устройстве уровня допусковой зоны с целью надежного превышения ее границ.

Так как период следования рабочих циклов гораздо меньше минимально возможного времени преодоления контролируемой зоны, то в течение этого времени вырабатываются несколько сигналов (команд) на подстройку уровня излучаемой мощности. И так как движения нарушителя при преодолении контролируемой зоны адекватны принципу "вошел-вышел", то при этом обязательно появляются команды сначала на увеличение, а потом на уменьшение уровня излучаемой мощности (или наоборот). Функцию определения достаточного для распознавания нарушителя числа команд подстройки уровня излучаемой мощности в течение необходимого времени выполняют накопитель первый 15, реле времени первое 17, входы которых подсоединены к выходу компаратора верхнего уровня 13, и накопитель второй 16, реле времени второе 18, входы которых подсоединены к выходу компаратора нижнего уровня 14. Выход реле времени первого 17 соединен с входом "сброс" накопителя первого 15, а выход реле времени второго 18 - с входом "сброс" накопителя второго 16. Если в течение заданного времени накопители не наберут необходимого числа команд на подстройку уровня излучаемой мощности, то накопленная информация сбрасывается. К выходу накопителя первого 15 подключено реле времени третье 21, а к выходу накопителя второго 16 - реле времени четвертое 22. Оба реле времени имеют одинаковую выдержку времени, которая определяется тактикой применения устройства. Выходы реле времени третьего 21 и четвертого 22 соединены с входами элемента И 23. Если в течение заданного времени появятся сигналы логической единицы и на выходе реле времени третьего 21, и на выходе реле времени четвертого 22, то на выходе элемента И 23 формируется сигнал тревоги.

Использование заявляемого изобретения позволяет получить оперативно-тактический эффект за счет повышения информационной надежности и возможности регулирования размеров контролируемой зоны под конкретные условия вследствие возможности выбора оптимальной чувствительности к объекту обнаружения.

Источники информации

1. Техническое описание АНВЯ 2.009.000 Т0.

2. Инструкция по эксплуатации АНВЯ 2.009.000 ИЭ.

Формула изобретения

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 входу передающего блока, приемный блок, выход которого подключен к входу усилителя высокой частоты, выход которого подключен к информационному входу синхронного детектора, выход которого подключен к входу усилителя видеоимпульсов, два компаратора, генератор видеоимпульсов, выход которого подключен к второму входу модулятора, выход первого компаратора подключен к вычитающему входу реверсивного счетчика, к первому входу первого накопителя и через первое реле времени ко второму входу первого накопителя, выход которого подключен к входу второго реле времени, выход которого подключен к первому входу элемента И, выход которого является выходом устройства, выход второго компаратора подключен к суммирующему входу реверсивного счетчика, к первому входу второго накопителя и через третье реле времени, к второму входу второго накопителя, выход которого подключен к входу четвертого реле времени, выход которого подключен к второму входу элемента И, выходы реверсивного счетчика подключены к входам цифроаналогового преобразователя, выход которого подключен к второму входу управляемого аттенюатора, отличающееся тем, что, с целью повышения функциональной надежности устройства, в него введены делитель напряжения и регулируемый дифференциальный усилитель, выход усилителя видеоимпульсов подключен к информационному входу регулируемого дифференциального усилителя, выход которого подключен к первым входам первого и второго компараторов, второй вход первого компаратора объединен с первым входом делителя напряжения и является первым опорным входом устройства, вторые входы второго компаратора и делителя напряжения объединены и являются вторым опорным входом устройства, выход делителя напряжения подключен к управляющему входу регулируемого дифференциального усилителя.

РИСУНКИ