Устройство для охранной сигнализации

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИЛ ПИСТИч ЕСКИХРЕСПУБЛИК ч)5 6 08 В 13/(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОХРАННОЙНАЛ ИЗАЦИИ(57) Устройство предназначено для ожения движущегося нарушителя в оченном пространстве, напримевнутреннем пространстве автомобиляего части, где расположены органы упния. Целью изобретения является расние области применения. Устро ьс я. М И бнару- гранир, во , втой равле- шире иааф ГосчдлРстВе нее пАтентноВЕДОМСТВО СССР,Ю , 1824644 А 1 содержит приемопередающую антенну 1, приемопередатчик 2, модулятор 3, сумматоры 4 и 7, распределитель 8 импульсов, пиковый детектор 9, блок 10 индикации, усилитель 11, компаратор 12, триггер 13, фильтр 14, инвертор 15, интегратор 16, выпрямитель 17, дифференцирующий блок 18, источник 19 постоянного напряжения. Введенные блоки и связи обусловили неодновременное включение частей устройства и тем самым обеспечили работу устройства в условиях, где требуются самце ограниченные веса, габариты, энергопотребление, энергоемкость и энергоотдача электропитания, т,е. обеспечили расширение области применения устройства для охранной сигИзобретение относится к техническим средствам охраны и может быть использовано, в частности, для обнаружения нарушителя, перемещающегося в охраняемом пространстве. Целью изобретения является расширение области применения устройства для охранной сигнализации на случай работы в условиях, где требуются ограниченные вес устройства, его габариты, энергопотребление, энергоемкость и энергоотдача электропитания.Сущность предлагаемого устройства поясняется его структурной схемой, представленной на фиг,1, и эпюрами сигналов на электродах блоков устройства, представленными на фиг,2.Устройство содержит приемопередающую антенну 1, приемопередатчик 2, модулятор 3, сумматоры 4-7. распределитель 8 импульсов, пиковый детектор Э, блок 10 индикации, усилитель 11, компаратор 12, триггер 13, фильтр 14, инвертор 15, интегратор 16, выпрямитель 17, дифференцирующий блок 18, источник 19 постоянного напряжения.Приемопередатчик 2 выполнен, например, в вице автогенератора, состоящего из транзистора, первой емкости, первого резистора, последовательно соединенных дросселя, конурной индуктивности и второй емкости, параллельно соединенных второго резистора и третьей емкости, параллельно соединенных третьего резистора и четверг:,й е лкости, выход которой подключен к выходу второй емкости, выходу третьей емкости и одному электроду источника внешнего коллекторного питания, другой электрод которого соединен с выходом первого резистора, входом дросселя, выход которого связан с коллектором транзистора и входом первой емкости, выход которой подключен к входу четвертой емкости и эмиттеру транзистора, база которого соединена с входом первого резистора и входом второго резистора, коллектор транзистора, например, является совмещенным высокочастотным входом и выходом излучаемого сигнала автогенератора и блока, база транзистора, например, является выходом автогенератора и блока, вход дросселя является, например, входом автогенератора и входом блока, совмещенный высокочастотный вход и выход приемопередатчика подключен к и риемопередающей антенне.Модулятор 3 выполнен, например. в виде мультивибратора, выход которого является выходом блока, вход питания мультивибраторэ является входом блока,С лматор 4 выполнен, например, в видетрех резисторов и последовательно соединенных четвертого резистора и емкости, к входу которой подключены выход одного ре зистора, выход другоо резистора, выходтретьего резистора, выход которого является выходом блока 4, выход каждого резистора является, соответственно одним, другим, третьим и четвертым входами блока 4, вы ход емкости подключен к общему электродуустройства, выход сумматора 4 соединен с входом модулятора, один из входов сумматора 4 связан с входом приемопередатчика 2. Сумматор 5 выполнен, например, в виде 15 одного резистора и последовательно соединенных другого резистора и емкости, к входу которой подключен выход одного резистора, выход которого являегся выходом блока, вход каждого резистора является 20 соответственно одним и другим входамиблока 5, выход емкости подключен к общему электроду устройства, один вход сумматора 5 соединен с одним входом сумматора 4, другой вход сумматора 5 связан с другим 25 входом сумматора 4. Сумматор б выполнен,например, в виде двух резисторов, выходы которых объединены и являются выходом блока 6, вход каждого из резисторов является соответственно одним и друим входами 30 блока 6, Сумматор 7 выполнен, например, ввиде коммутатора, детектора с умножением напряженияпоследовательно соединенных одного, другого и третьего резисторов, вход третьего резистора подключен к выхо ду детектора с умножением напряжения,выход третьего резистора соединен с общим электродом устройства и выходом коммутатора, вход которого связан с выходом одного резистора, вход которого и вход де тектора с умножением напряжения являются соответственно одним и другим входами блока 7, выход другого резистора является выходом блока 7, один вход сумматора 7 подключен к входу модулятора и выходу 45 сумматора 4.Распределитель 8 импульсов, выполнен, например, в виде двух трехвходовых коньюнкторов, последовательно соединенных дешифратора и третьего трехвходового 50 конъюнктора, последовательно соединенных инвертора и четвертого трехвходового коньюнкторв, один вход одного и один вход другого коньюнкторов подключены соответственно к одному и другому выходу дешиф ратора, четвертый выход которого соединенс другим входом четвертого конъюнктора, выход инвертора связан с другим входом одного конъюнктора, другим входом другого конъюнктора и другим входом третьего конъюнктора, третий вход одного3.) 35 45 50 коньонктора, трРтий Вход др уо О кг) ьо" к тора, третий вход гретье:) кон:,нлор; и третий Вход четвертого коьюнкра эб,У ДИНРны, Один вход деп;Фратг);.;а ялпя-г я ПЕРВЫМ уираВЛяЮщИМ пкпдим бЛОКЛ. -" ,Э и н В ." э,) ) а я В л я е Г с я В 1 О р ь м ч ) ) В/ к1, м входом блика, другой яхид уэиФГа Г)1. В ляется третьим у Г р а я Г я к) ц 1 м и х Од," м Г), обьединеннье;реп,и Входы конъюкгн;о:, Являютсп и 1)ор.ационцым входи), )эе - диненным с входом питания блока, Вьход кяждого коньэнктора является соотви гс Гнующим выходим блока, один Выход расп 1. ДЕЛИтн Я ИМПУЛЬСОВ ПОДКЛЮЧЕН к ОД. ному Входу сумматора 4 и одному Входу сумлат ра 5, другой Выход распределител)1 ИМГУ)ЗЬ;ОО СГРДИНЕН " ДЭУИМ ВУ)ДОМ УМ- матора 4 и дру им входом сумма Горл 5. третий выход распредели)еля импульсов связан с третьим Входом сумматора 4, четнертый Выход расо)ее.л)еля импульсов подключен к Входу поиемопе 1)Рдзтч 1 ка л четвертому входу сумматора 4, Второй управляюгций вход распределигеля импульсов соединен с Выхолом сумма)ора 5, гретий управляющий Вх)д распредели Геля импульсов связан с Выходп лэулятя ПИКОВЫИ ДЕТЕК)Э;) ;3, ВХЛ КОГО)Э ГЭ,клЭ чен к выхогу прл;.лОГэ)едтчиа 2, Выход пикового дегекто а сэеди ен . Входом сумматора 6,Блок 10 индикации. Выполи)н, например, в виде последовательно соединенных одного резв. тора и пьеэоэлектрическоо звонка, Гиседовательно соединенных другого резистора и светодиода, Вход Одного и другого резисторов явля ося соо гветствонни одним и другим входами блока, которье подключены соответственно к одному и д тугому ВхоДам сумм: ) ГОООВ 4 и 5 и ОДному и другому выходам распредеителя импульсов 8.Усилитель 11 выполнен, например, в виде последовательно соединенных усилиталя с импульсным питанием и фильтра нижних частот, Выход котороГО являРтся Вь- ходом блока, сигнальный вход усилителя с импульсным питанием является информационным входом блока, вход питания усилителя с импульсным гитанием является управляющим входом блока 11, информационный вход усилителя подключен к выходу сумматора 6. выход усилителя соединен с входом сумматора 7, управляющий вход усилителя связан с выходом распределителя импульсов 8 и входом сумматора 4.Компаратор 12, вход питания которого, например, Обьединенный с входом формирователя опорного сигнала этого блока, является одним из входов блока и подключен к В")додрГи а и: эду сукмаора 4 и Гходу сумма)ор.", , сигн;Ль-ь" Вх)д компа- ОаГ)ра являе Гся дэ 1 ги 1 Гходо 1 Гока, ко) О- рьфй Гиединп , пьходом сумматора 7.р 1 ер 13, Вход )итаия ко 10 эого подкек инфг)Г)м)ц:онному Входу распредслчля й 1;ульц Оя, информациони ыи сход триГГера се.;иен с Выходом компа;эатоэа 12,.)иэьтр 4 Выполнен, например, в виде реэистивно-емкостного интегрирующего уэга, Одпн и друГой Выводы резистора кото рого являюГся сиоВРтственно ВхОдОм и Выхэдом фипьгра,ход фильтра подключен к выходу ригера 13, выход фильтра соединен с первым ут)раляюдим входом распре делителя мпуль пв 8Инвертор 15, вход питания котороо подключен к управляющему входу усилителя 11, входу сумматора 4 и выходу распределителя 8 импульсов,Интегратор 16, информационный вход которого подключен к входу сумлатора 7 и Выходу усилителя 11, Вход питания интегратора соединен с входом питания инвертора 15, управляющим входом усилителя 11, входом сумматора 4 и выходом распределителя с имульсо , Выход интегряпора соединен с и формациГ)нн.)и Вэдол инвертора 15,)ыпря атель 1 У, Выход которого подклочен к информаци нному входу тригге ра 13.Дифференцирую цй блок 18 выполнен, например, в Виде последовательно соединенных емкос и и резистора, выход которого подключен к общему электродуустройства, вход емкости является информационным Входом блока, выход емкости является выходом блока. выход дифференцирующего блока соединен с входом выпрямителя 17, информационный входдифференцирующего блока связан с входом питания триггера 13 и информационным входом распредепитегя 8 импульсов.Источник 19 постоянного напряжения, выход которого подключен к входу питаниятриггера 13. информационному входу дифференцирующего блока 18 и информационному входу распределителя 8 импульсов,Устройство работает следующим образом,После включения источника постоянного напряжения 19 сигнал с его выхода поступает на информационный входраспределителя импульсов 8, вход питаниятриггера 13 и информационный вход дифференцирующего блока 18, После дифференцирования ВыходнОГО сигнала источника постоянного напряжения 19 фронты этогосигнала формируотся на Выходе дифферен 182464450 55 цирующего блока 18. Передний фронт выходного сигнала источника постоянного напряжения 19 с выхода дифференцирующего блока 18 селектируется выпрямителем 17 и устанавливает триггер 13 в определенное устойчивое состояние. На выходе триггера 13 возникает сигнал, например, по величине близкий к нулю. Этот сигнал через фильтр 14 поступает на первый управляющий вход распределителя импульсов 8 и подготавливает его к передаче сигнала от источника постоянного напряжения на соответствующий выход блока 8. Дешифратор распределителя импульсов 8 работает, например, таким образом, что обеспечивается функционирование блока 8 о соответствии с таблицей,Согласно таблице, для данного примера работы блока 8 о первый момент времени после включения источника постоянного на;тряжения 19 включен третий выходной канал распределителя импульсов 8. Поэтому на выход этого третьего канала блока 8 поступает сигнал от источника постоянного напряжения 19. С этого выхода блока 8 сигнал воздействует нэ управляющий вход усилителя1, нэ вход питания инвертора 15 и ахад питания интегратора 16, включая их пиание и вводя их о рабочее состояние. Од:лаременно через сумматор 4 этот же сигнал поступает нэ вход компаратора 12, модулятора 3 и сумматора 7, также подготавливая их к работе. Модулятор 3 в процессе работы формирует периодическую последовательность импульсов (см, фиг.2 а), При формировании блоком 3 очередного импульса на управляющем входе распределителя импульсов 8 возникает повышенный уровень сигнала и включается соответствующий канал блока 8, Сигналом с этого выхода распределителя импульсов 8 включается приемопередатчик 2, который формирует радиоимпульс (см. Фиг,2 б). Этим же импульсом с выхода блока 8 через сумматор 4 поддерживается питание блоков 3, 7, 12. Однако в этот момент питание усилителя 11, инвертора 15 и интегратора 16 отключается, что обеспечивает снижение энергопотребления в этот момент. Сформированный приемопередатчиком 2 радиоимпульс излучается приемопередающей антенной 1 в охраняемое пространство. В отсутствие нарушителя в охраняемом пространстве нэ выходе приемопередатчика 2 (для рассматриваемого примера его исполнения) формируется видеоимпульс (см. фиг.2 в), обусловленный прохождением потребляемого приемопередатчиком 2 импульсного тока и влиянием сигнала, отраженного от неподвижных предметов, если они присут 5 10 15 20 25 30 35 40 45 ствуюа охраняемом пространстве. Выходной сигнал приемопередатчика 2 детектируется пиковым детектором 9 и результат детектирования запоминается им (см, фиг.2 г). Выходной сигнал пикового детектора 9 через сумматор 6 воздействует на информационный вход усилителя 11. Усилитель 11 в момент поступления на его управляющий вход очередного импульса с выхода распределителя импульсов 8 усиливает мгновенные значения выходного сигнала сумматора 6. Выходной сигнал усилителя 11 накапливается в интеграторе 16. Одновременно сигнал с выхода усилителя 11 воздействует на вход суммагора 7. Выходной сигнал интегратора 16. проинвертировэвшись в инверторе 15, в момент присутствия импульсов на входах питания блоков 15, 16 воздействует на вход сумматора 6, Под действием выходных импульсоо инвертора 15 часть сигнала с выхода пикового детектора 9 компенсируется, поэтому выходной сигнал сумматора 6 приобретает изрезанный характер (см. фиг,2 д), При этом средняя величина такого сигнала в провалах становится равной нулю. Отклонение мгновенных значений этого сигнала от нуля о рассматриваемые моменты обусловлено действием внутренних шумов устройства, Так как проаалы выходного сигнала сумматора 6 соответствуют моментам появления сигналов на управляющем входе усилителя 11, то и сигнал на выходе блока 11 становится практически равен нулю (см. фиг,2 е),В связи с этим такой сигнал не вызывает увеличения сигнала на выходе сумматора 7 и, соответственно, не вызывает ложного срабатывания компаратора 12,При появлении в охраняемом прос 1 ранстое движущегося нарушителя сигнал, излученный приемопередэющей антенной 1, частично отражается от нарушителя, приобретя сдвиг несущей частоты на величину частоты Допплера, и возвращается к этой приемопередающей антенне 1, Достигнув приемопередающей антенны 1, отраженный от движущегося нарушителя сигнал (см. фиг.2) возбуждает на ее выходе радиоимпульсы, которые воздействуют на приемопередатчик 2. Так, например, при работе приемопередатчика 2 (для рассматриваемого примера его исполнения) в режиме, близком к автодинному, отраженный сигнал вызывает изменение режима работы приемопередатчика 2. В частности, поэтому на выходе приемопередатчика 2 (для рассматриваемого примера его исполнения) появляется переменная составляющая сигнала. Частота ее обусловлена величиной частоты Допплера, на которую под влиянием движу1824644 10 40 45 50 55 щегося нарушителя сдвинуга нссущзя частота сигнала, отраженного от эого нарушителя. В связи с этим и в выходном сигнале пикового детектора 9 появляется переменная составляющая (см, фиг,2 з), По этой же причине и в силу инерционности илтсгрзтора 16 мговепныс значения выходного сиг нала сумматора 6. проходящи; через усилитель 11, приобретают яид чередующихся видеоимпульсов с иэменяющеися полярностью (см. Фиг.2 и), Мгновенные значения выходного сигнала усилителя 11 в сумме с дополнительным сигналом, обус. ловленчым сигналом с выхода сумматора 4, с выхода блока 7 поступает на вход компзрзтооз 12. Дополнительный сигнал поступзе 1 нз вход сумматора 7 с выхода сумматора 4 для обеспечения регулировки чувствительности устройства и, соответственно, установления диапазона рабочих дальностей. При установлении внутри сумматора 7 максимальной величины дополнительного сигнала рабочая дальность максимальна, При установлении меньших величин дополнительного сигнала рабочая дальность соответственно уменьшается, Выходной сигнал сумматора 7 срзвнивается в .омпзрз горе 12 с пороговым уроянел 1 Опр 1, который Форлируется иэ выходного сигнала сумматора 4, Если выходной сигнал суммзгорз 7 превысит величину Ол,р 1(см. Фиг,2 к), то нз выходе компарзторз 12 изменится сигнал (см., нз пример, фиг.2 л), который перебрасывает триггер 13 в другое устойчивое состояние. Это вызывает на выходе триггера 13 в рассматриваемом варианте функционирования устройства увеличение сигнала (гм, Фиг,2 м), Под действием этого сигнала нз выходе фильтра 14 воэникаег растущий сигнал (см. фиг,2 н), который воздействует нз первый управляющий вход распределителя импульсов 8. При достижении этим сигналом величины Олорг в распределителе импульсов 8 выключаются каналы, питающие импульсами блоки 2, 11, 15, 16. Одновременно включаются каналы, через которые поступает импульсное питание нз входы блоха индикации 10, Эти же импульсы через сумматор 4 продолжают поддерживать питание и модулятора 3, Сигнал с выхода блока 3 в данном случае обеспечивает через распределитель импульсов 8 формирование импульсных сигналов на входах блока индикации 10, обеспечивая индикаци.о Факта обнаружения нарушителя звуковым и световым сигналом. Импульсы входного сигнала блока индикации 10 накапливаются в счммзторе 5, Под действием этих импульсов на выходе сумматора 5 возникает растущий сигнал (см. фиг,2 п), который воздействует 5 10 15 20 25 30 35 нз второй управляющий вход распределителя импульсов 8. При достижении этим сигналом величины Опора в распределителе импульсов 8 выключаются все каналы, т.е. выключается питание всех блоков устройства,:з входы питания которых подаются импульсы, обусловленные импульсами с выходов распределителя импульсов 8, Поэтому в этот момент в дополнение к блокам 2. 15. 11, 16 прекращается работа блоков 3, 10, 12, 7 и, соответственно, прекращается подача звукового и светового сигналов. Не прекращается работа распределителя импульсов 8 и триггера 13, питание которых осуществляется непосредственно сигналом от источника постоянного напряжения 19, Остаются в рабочем состоянии также блоки 45, В рассматриваемом состоянии устройство потребляет минимум энергии. Так как с выходов распредели геля импульсов 8 в это время на входы сумматора 5 не поступают импульсы, то сигнал на выходе сумматора 5, не обладающего в рассматриваемом примере исполнения блока 5 свойством долговременного поддержания выходного сигнала нз постоянном уровне, в связи с разрядом емкости блока 5 на входное сопротивление блока 8, нзчинзет уменьшаться (см, фиг.2 п), При снижении величины этого сигнала ниже Опара, так кзк триггер 13 не изменил своего состояния, снова включаются каналы распределителя импульсов 8, обеспечивающие работу блока индикации 10, При дальнейшем росте и потом снижении сигнала на выходе сумматора 5 вновь наступает пауза и далее очередной всплеск в работе блока 10 и т.д. Формула изобретения Устройство для охранной сигнализации, содержащее приемопередаащую антенчу, подключенную к приемопередатчику, усилитель, модулятор, фильтр, источник постоянного напряжения и блок индикации, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что в устройство введены пиковый детектор, четыре сумматора, инвертор, интегратор, компаратор, триггер, выпрямитель, дифференцирующий блок и распределитель импульсов, выход присмопередатчикз подключен к входу пикового детектора, выход которого подключен к первому входу пеового сумматора, выход которого подключен к информационному входу усилителя, выход которого подключен к первым входам второго сумматора и интегратора, выход последнего из которых подключен к информационному входу инвертора, выход которого подключен к второму входу первого сумматора, выход источника постоянного напряжения подключен к1824644 12 Управление выходными каналами распределителя импульсов 8 ючен к 4 2 информационному входу распределителя импульсов, информационному входу дифференцирующего блока и к входу питания триггера, выход которого подключен к входу фильтра, выход которого подключен к пер вому управляющему входу распределителя импульсов, первый выход которого подключен к первым входам блока индикации, третьего и четвертого сумматоров, выход третьего сумматора подключен к входу мо дулятора, к первому входу компаратора и к второму входу второго сумматора, выход которого подключен к второму входу компаратора, выход которого подключен к первому информационному входу триггера, выход 15 дифференцирующего блока череэ выпрямиН - ниэкий уровень сигнала;В - аысокий уровень сигнала:Х - любой уровень сигнала;-- не включен ни один канал тель подключен к второму информационному входу триггера, выход модулятора подключен к второму управляющему входу раси ределителя импульсов, второй выход которого подключен к вторым входам блока индикации, третьего и четвертого сумматоров, выход четвертого сумматора подключен к третьему управляющему входу распределителя импульсов, третий выход которого подключен к третьему входу третьего сумматора и к управляющему входу усилителя и к входам питания инвертора и интегратора, четвертый выход распредели. теля импульсов под;лючен к четвертому входу третьего сумматора и к входу приемопередатчика.Заказ 2226 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 101 и) л)ч