Устройство для тревожной сигнализации
Изобретение относится к области охранной техники и может быть использовано при оборудовании периметров различных объектов. Технический результат заключается в повышении функциональной надежности устройства. Для этого устройство содержит генератор высокой частоты, управляемый аттенюатор, модулятор, синхронный детектор, усилитель мощности, передающий блок, приемный блок, усилитель высокой частоты, усилитель видеоимпульсов, первый и второй компараторы, первый и второй блоки памяти, реверсивный счетчик, первое, второе, третье и четвертое реле времени, элемент И, цифроаналоговый преобразователь, генератор видеоимпульсов, также введены блок сравнения, два ключа, интегратор, пятое реле времени, пиковый детектор и элемент НЕ. 1 ил. 
Изобретение относится к области охранной техники и может быть использовано при оборудовании периметров различных объектов.
Наиболее близким по техническому решению к предлагаемому изобретению является устройство, 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 импульсов (команд) на подстройку мощности [1].
Существенным недостатком данного устройства является зависимость абсолютной величины приращения уровня излучаемой мощности, приходящегося на одну команду подстройки, от влияния дестабилизирующих факторов, воздействующих на коэффициент усиления передающего тракта (температура, старение электрорадиоэлементов, замена активных элементов и т.д.). Так, при увеличении коэффициента усиления передающего тракта величина одной ступени приращения может оказаться больше ширины допусковой зоны (зона нечувствительности замкнутой системы автоматического регулирования), образованной разницей в опорных напряжениях компараторов верхнего и нижнего уровней, что вызовет перерегулирование системы (т.е. система войдет в автоколебательный режим). В случае же понижения коэффициента усиления возможен недобор необходимого числа импульсов (команд) подстройке мощности для идентификации нарушителя.
Целью изобретения является повышение функциональной надежности устройства.
На чертеже представлена блок-схема устройства для тревожной сигнализации.
Устройство содержит генератор 1 высокой частоты, управляемый аттенюатор 2, модулятор 3, генератор 4 видеоимпульсов, усилитель 5 мощности, передающий блок 6, приемный блок 7, усилитель 8 высокой частоты, синхронный детектор 9, усилитель 10 видеоимпульсов, компараторы 11, 12, блоки 13, 14 памяти, реле 15, 16 времени, реверсивный счетчик 17, цифроаналоговый преобразователь 18, реле 19, 20 времени, элемент 21 И, пиковый детектор 22, блок 23 сравнения, ключ 24, интегратор 25, реле 26 времени, элемент 27 НЕ, ключ 28.
Устройство работает следующим образом.
Высокочастотный сигнал с выхода генератора частоты 1 поступает на вход управляемого аттенюатора 2, a 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 9. С выхода усилителя мощности 5 радиоимпульс поступает в передающий блок 6, часть высокочастотной энергии, распространяемой за счет излучения, попадает в приемный блок 7. Принятый приемным блоком 7 сигнал поступает на вход усилителя высокой частоты 8, а с его выхода - на второй вход синхронного детектора 9. Видеоимпульс с выхода синхронного детектора 9 поступает на вход усилителя видеоимульсов 10, а с его выхода через ключ 28 - на соответствующие входы компаратора 11 и компаратора 12, выполняющие функцию двухуровневого дискриминатора.
В исходном состоянии на выходах обоих компараторов присутствует сигнал логического нуля, который с выхода компаратора 11 поступает на вход вычитания реверсивного счетчика 17, а с выхода компаратора 12 - на вход сложения реверсивного счетчика 17. Выходы реверсивного счетчика 17 соединены с соответствующими входами цифроаналогового преобразователя 18, выходное напряжение которого поступает на первый (опорный) вход блока 23 сравнения. На второй вход блока 23 сравнения поступает видеоимпульс с выхода пикового детектора 22, вход которого соединен с выходом усилителя мощности 5 (естественно, что видеоимпульс на выходе пикового детектора 22 появляется только в момент возбуждения передающего блока 6 радиоимпульсом с выхода усилителя мощности 5). На выходе блока 23 сравнения появляется сигнал, пропорциональный разности сигналов на ее входах. Этот сигнал через ключ 24 поступает на управляющий вход управляемого аттенюатора 2, изменяя его коэффициент передачи (а, следовательно, и выходное напряжение усилителя мощности 5) таким образом, что разность напряжений между входами блока 23 сравнения стремится к нулю.
Управляет работой ключа реле времени 26, вход которого подключен к выходу генератора видеоимпульсов. Время работы реле 26 времени выбирается таким, что пока ключ 24 замкнут управляющим сигналов с выхода реле 26 времени, успела бы произойти подстройка выходного напряжения усилителя мощности 5 под заданное (опорное) напряжение с выхода цифроаналогового преобразователя 16, причем время работы реле 26 времени должно быть обязательно короче времени действия радиоимпульса на выходе усилителя мощности 5. Таким образом создается петля обратной связи, поддерживающая соотношение
U вых=Uопорн,
где U вых - амплитуда радиоимпульса на выходе усилителя мощности 5,
Uопорн - выходное напряжение цифроаналогового преобразователя 18, и где интегратор 25 создает зону нечувствительности данного замкнутого контура (т.е. обеспечивает его устойчивость). Постоянная времени интегратора 25 должна перекрывать время инерции схемы сравнения и других элементов, входящих в контур.
После размыкания ключа 24 разрывается цепь обратной связи, и выходное напряжение усилителя мощности 5 поддерживается неизменным за счет сохранения потенциала на выходе интегратора 25 и, следовательно, на входе управления управляемого аттенюатора 2. В этот же момент времени замыкается ключ 28, управляемый с выхода элемента НЕ 27, вход которого соединен с выходом реле времени 26, разрешая прохождение видеоимпульса (точнее части видеоимпульса) с выхода усилителя видеоимпульса 10 на входы компараторов 11, 12 уровней. Этот процесс повторяется в каждом рабочем цикле.
Предположим, что по каким-либо причинам изменились условия распространения излучаемой высокочастотной энергии в контролируемой зоне. Это приведет к изменению уровня сигнала на входе усилителя 8 высокой частоты (для определенности считаем, что происходит увеличение уровня). Соответственно увеличится уровень сигнала на входах компараторов 11, 12. Следовательно, в какой-то момент времени (зависит от скорости нарастания сигнала на входе усилителя 8 высокой частоты) уровень сигнала выйдет из допусковой зоны компараторов и сработает компаратор 11. На его выходе появится сигнал логической единицы, который, поступая на вход вычитания реверсивного счетчика 17, изменит код на его выходах, а следовательно, и напряжение на выходе цифроаналогового преобразователя 18, входы которого соединены с выходами реверсивного счетчика 17. Так как выход цифроаналогового преобразователя 18 соединен с управляющим входом управляемого аттенюатора 2, то изменится коэффициент передачи последнего, и при очередном рабочем цикле уровень излучаемой мощности уменьшится. При последующих рабочих циклах процесс будет повторяться до тех пор, пока уровень сигнала на входах компараторов 11, 12 не войдет в допусковую зону. При уменьшении уровня сигнала на входе усилителя 8 высокой частоты устройство работает аналогично, но в этом случае срабатывает компаратор 12, и сигнал логической единицы с его выхода поступает на вход сложения реверсивного счетчика 17, что в конечном итоге приводит к увеличению коэффициента передачи управляемого аттенюатора 2 и, как следствие, к увеличению уровня излучаемой мощности.
Так как период следования рабочих циклов (импульсов зондирования) гораздо меньше минимального времени преодоления контролируемой зоны человеком, то фактически подстройка происходит под изменения сигнала, вызванные элементарными движениями нарушителя и, следовательно, происходит набор команд на подстройку по определенному закону. Действительно, движения нарушителя в контролируемой зоне адекватны принципу "вошел-вышел", что в течение определенного времени приводит к появлению двухзнакового сигнала, то есть к последовательному появлению команд на увеличение, а затем на уменьшение излучаемой мощности (или наоборот). Функцию определения достаточного для распознавания нарушителя числа команд подстройки уровня излучаемой мощности в течение необходимого времени выполняют блок 13, реле 15 времени, входы которых подсоединены к выходу компаратора верхнего уровня 11 и блок 14 памяти, реле 16 времени. Выход реле 15 времени соединен с входом "сброс" блока 13 памяти, а выход реле 16 времени - с входом "сброс" блока 14 памяти. Таким образом, если в течение заданного времени на вход блока 13 памяти 14 не поступит нужное число команд подстройки уровня излучаемой мощности, то на его выходе будет сохраняться сигнал логического нуля, а накопленная информация сбросится. К выходу блока 13 памяти подсоединен вход реле 19 времени, а к выходу блока 14 памяти - вход реле 20 времени. Оба этих реле времени имеют одинаковую выдержку, которая определяется тактикой применения устройства. Выходы реле 19 времени и реле 20 времени соединены с первым и вторым входами элемента И 21 соответственно. Если в течение заданного времени появятся сигналы логической единицы на входах элемента И 21 (адекватные движению нарушителя в контролируемой зоне), то на выходе элемента И 21 появится сигнал тревоги.
Источники информации
1. Авторское свидетельство СССР №1840649, кл. G08B 13/24, Бюл. № 22, 2007 г.
Формула изобретения
Устройство для тревожной сигнализации, содержащее генератор высокой частоты, выход которого подключен к первому входу управляемого аттенюатора, выход которого соединен с первым входом модулятора, выход которого соединен с первым входом синхронного детектора и входом усилителя мощности, выход которого подключен к входу передающего блока, приемный блок, выход которого соединен с входом усилителя высокой частоты, выход которого соединен с вторым входом синхронного детектора, выход которого подключен к входу усилителя видеоимпульсов, первый компаратор, выход которого соединен с первым входом первого блока памяти, первым входом реверсивного счетчика и входом первого реле времени, выход последнего из которых подключен к второму входу первого блока памяти, выход которого через второе реле времени соединен с первым входом элемента И, второй компаратор, выход которого соединен с первым входом второго блока памяти, вторым входом реверсивного счетчика и входом третьего реле времени, выход последнего из которых соединен с вторым входом второго блока памяти, выход которого через четвертое реле времени соединен с вторым входом элемента И, выход которого является выходом устройства, выходы реверсивного счетчика соединены с входами цифроаналогового преобразователя, генератор видеоимпульсов, выход которого подключен к второму входу модулятора, отличающееся тем, что, с целью повышения функциональной надежности устройства, в него введены блок сравнения, два ключа, интегратор, пятое реле времени, пиковый детектор и элемент НЕ, выход последнего из которых подключен к управляющему входу первого ключа, к информационному входу которого подключен выход усилителя видеоимпульсов, выход первого ключа подключен к входам первого и второго компараторов, выход цифроаналогового преобразователя подключен к первому входу блока сравнения, выход которого соединен с информационным входом первого ключа, выход которого подключен к входу интегратора, выход которого соединен с вторым входом управляемого аттенюатора, выход генератора видеоимпульсов соединен с входом пятого реле времени, выход которого подключен к управляющему входу второго ключа и входу элемента НЕ, выход усилителя мощности соединен с входом пикового детектора, выход которого соединен с вторым входом блока сравнения.
РИСУНКИ
