Приемное устройство охранной сигнализации

60 25/10 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ПАТЕНТНЫЙ КОМИТЕТ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ ПРИЕМНОЕ УСТРОЙСТВО ОХРАННОЙ СИГНАЛИЗАЦИИ(57) 1. Приемное устройство охранной сигнализации, содержащее антенну, входной параллельный контур, усилитель высокой частоты, полосовой фильтр, смеситель, фильтр, предварительный усилитель промежуточной частоты, усилитель промежуточной частоты с избирательной частотной 2231 1 характеристикой, амплитудный детектор, первый фильтр низкой частоты, компаратор, цифровую схему сравнения, выполненную с задающими генераторами, громкоговоритель, выполненный на пьезоэлементе,соединенные последовательно, кварцевый гетеродин, подсоединенный к смесителю, устройство автоматического регулирования усиления, подключенное между выходом амплитудного детектора и управляющим входом усилителя промежуточной частоты, блокировочный электролитический конденсатор, при этом входной параллельный контур выполнен в виде первой катушки индуктивности и первого и второго конденсаторов,полосовой фильтр выполнен в виде параллельного колебательного контура, содержащего третий конденсатор и вторую катушку индуктивности, кварцевый гетеродин выполнен с параллельным колебательным контуром из третьей катушки индуктивности и четвертого и пятого конденсаторов, объемные конструктивные элементы расположены на двух монтажных платах, установленных параллельно, входной параллельный контур и кварцевый гетеродин расположены на противоположных краях первой монтажной платы, а цифровая схема сравнения - на второй монтажной плате, блокировочный электролитический конденсатор установлен на первой монтажной плате на входе цепи питания и выполнен в цилиндрическом корпусе,отличающееся тем, что вторая катушка индуктивности дополнительно содержит катушку связи, подключенную первым выводом ко входу смесителя, а вторым - к общей шине, фильтр выполнен в виде второго фильтра низкой частоты, объемные конструктивные элементы, расположенные на первой монтажной плате,установлены с ее внутренней стороны, а на второй монтажной плате объемные конструктивные элементы установлены с двух ее сторон, при этом первая монтажная плата установлена на расстоянииот второй монтажной платы с возможностью размещения объемных конструктивных элементов, установленных на первой монтажной плате, в зазорах между объемными конструктивными элементами, установленными с внутренней стороны второй монтажной платы, первая катушка индуктивности выполнена полосковой и ее продольная ось перпендикулярна плоскости монтажной платы, продольные оси первой, второй и третьей катушек индуктивности расположены взаимно ортогонально, цилиндрический корпус блокировочного электролитического конденсатора подсоединен к общей шине и установлен между предварительным усилителем промежуточной частоты и задающими генераторами цифровой схемы сравнения, расположенными с внутренней стороны второй монтажной платы, причем продольная ось цилиндрического корпуса блокировочного электролитического конденсатора параллельна плоскостям монтажных плат, а отношение величины зазорамежду цилиндрическим корпусом и плоскостью второй монтажной платы к расстояниюмежду первой и второй монтажными платами выбрано не более 0,6. 2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что громкоговоритель расположен на внешней поверхности второй монтажной платы.(56) 1. Патент США 3688256, МПК 60 25/10, 1972. 2. Патент США 4187497, МПК 60 25/10, 1980. 3. Техническая документация на изделия комплекса оперативного розыска и задержания. Приемник 02. Разработчик НИИ Кулон, 1992 (прототип). Изобретение относится к акустическим индивидуальным вызывным устройствам с электромагнитной передачей,преимущественно к приемным устройствам охранной сигнализации, например, для установления факта несанкционированного проникновения в помещение или в салон автомобиля. Наиболее распространены известные системы передачи сигналов тревоги с использованием канала радиосвязи, содержащее передатчик с передающей антенной, установленной в салоне автомобиля или в охраняемом помещении, и приемное устройство охранной сигнализации, установленное вне охраняемого объекта, которое имеет устройство обработки принимаемого сигнала и преобразования его, в частности в акустический сигнал. 1,2. Преимущества этих технических решений высокая оперативность и возможность точно выделить охраняемый объект из состава других охраняемых объектов по информации, закодированной в сигнале передатчика. Недостатки относительно невысокая помехозащищенность, особенно при использовании систем в городских условиях при наличии посторонних радиосигналов близких частот. Поэтому к приемным устройствам охранной сигнализации, используемым в таких системах, предъявляются жесткие требовании к чувствительности,избирательности и помехозащищенности. Наиболее близким техническим решением по максимальному количеству сходных существенных признаков является приемное устройство охранной сигнализации, содержащее антенну, входной параллельный контур,усилитель высокой частоты, полосовой фильтр, смеситель, фильтр, предварительный усилитель промежуточной частоты, усилитель промежуточной частоты с избирательной частотной характеристикой, амплитудный детектор, первый фильтр низкой частоты, компаратор, цифровую схему сравнения, выполненную с задающими генераторами, громкоговоритель, выполненный на пьезоэлементе, соединенные последовательно, кварцевый гетеродин, подсоединенный к смесителю, устройство автоматического регулирования усиления, подключенное 2 2231 1 между выходом амплитудного детектора и управляющим входом усилителя промежуточной частоты, блокировочный электролитический конденсатор, при этом входной параллельный контур выполнен в виде первой катушки индуктивности и первого и второго конденсаторов, полосовой фильтр выполнен в виде параллельного колебательного контура, содержащего третий конденсатор и вторую катушку индуктивности, кварцевый гетеродин выполнен с параллельным колебательным контуром из третьей катушки индуктивности и четвертого и пятого конденсаторов, объемные конструктивные элементы расположены на двух монтажных платах, установленных параллельно, входной параллельный контур и кварцевый гетеродин расположены на противоположных краях первой монтажной платы, а цифровая схема сравнения - на второй монтажной плате, блокировочный электролитический конденсатор установлен на первой монтажной плате на входе цепи питания и выполнен в цилиндрическом корпусе 3. Это техническое решение также содержит дополнительный смеситель, умножитель частоты, дополнительный амплитудный детектор, а фильтр выполнен полосовым (т.к. функциональная схема обеспечивает принцип двойного преобразования частоты, что повышает ее помехозащищенность по зеркальному каналу). Задача, решаемая настоящим изобретением, - повышение помехозащищенности при одновременном уменьшении габаритов. Технический результат, который может быть получен при осуществлении изобретения, - уменьшение габаритов при более плотной компоновке объемных конструктивных элементов и повышение помехозащищенности за счет сокращения паразитных электромагнитных наводок на функциональные элементы устройства без применения экранов между функциональными элементами. Для решения поставленной задачи с достижением указанного технического результата в известном приемном устройстве охранной сигнализации, содержащем антенну, входной параллельный контур, усилитель высокой частоты, полосовой фильтр, смеситель, фильтр, предварительный усилитель промежуточной частоты, усилитель промежуточной частоты с избирательной частотной характеристикой, амплитудный детектор,первый фильтр низкой частоты, компаратор, цифровую схему сравнения, выполненную с задающими генераторами, громкоговоритель, выполненный на пьезоэлементе, соединенные последовательно, кварцевый гетеродин, подсоединенный к смесителю, устройство автоматического регулирования усиления,подключенное между выходом амплитудного детектора и управляющим входом усилителя промежуточной частоты, блокировочный электролитический конденсатор, при этом входной параллельный контур выполнен в виде первой катушки индуктивности и первого и второго конденсаторов, полосовой фильтр выполнен в виде параллельного колебательного контура, содержащего третий конденсатор и вторую катушку индуктивности, кварцевый гетеродин выполнен с параллельным колебательным контуром из третьей катушки индуктивности и четвертого и пятого конденсаторов, объемные конструктивные элементы расположены на двух монтажных платах, установленных параллельно, входной параллельный контур и кварцевый гетеродин расположены на противоположных краях первой монтажной платы, а цифровая схема сравнения - на второй монтажной плате, блокировочный электролитический конденсатор установлен на первой монтажной плате на входе цепи питания и выполнен в цилиндрическом корпусе, согласно изобретению вторая катушка индуктивности дополнительно содержит катушку связи, подключенную первым выводом ко входу смесителя, а вторым - к общей шине, фильтр выполнен в виде второго фильтра низкой частоты, объемные конструктивные элементы, расположенные на первой монтажной плате, установлены с ее внутренней стороны, а на второй монтажной плате объемные конструктивные элементы установлены с двух ее сторон, при этом первая монтажная плата установлена на расстоянииот второй монтажной платы с возможностью размещения объемных конструктивных элементов, установленных на первой монтажной плате, в зазорах между объемными конструктивными элементами, установленными с внутренней стороны второй монтажной платы,первая катушка индуктивности выполнена полосковой и ее продольная ось перпендикулярна плоскости монтажной платы, продольные оси первой, второй и третьей катушек индуктивности расположены взаимно ортогонально, цилиндрический корпус блокировочного электролитического конденсатора подсоединен к общей шине и установлен между предварительным усилителем промежуточной частоты и задающими генераторами цифровой схемы сравнения, расположенными с внутренней стороны второй монтажной платы,причем продольная ось цилиндрического корпуса блокировочного электролитического конденсатора параллельна плоскостям монтажных плат, а отношение величины зазорамежду цилиндрическим корпусом и плоскостью второй монтажной платы к расстояниюмежду первой и второй монтажными платами выбрано не более 0,6. Кроме того, громкоговоритель может быть расположен на внешней поверхности второй монтажной платы. За счет расположения объемных конструктивных элементов первой монтажной платы в зазорах между объемными конструктивными элементами второй монтажной платы, ориентирования катушек индуктивности в пространстве взаимно ортогонально и экранирования задающих генераторов цилиндрическим корпусом блокировочного электролитического конденсатора удается решить поставленную задачу. На фиг. 1 изображена функциональная схема предложенного приемного устройства охранной сигнализации на фиг. 2 - конструкция предложенного приемного устройства охранной сигнализации, вид изнутри первой и второй 3 2231 1 монтажных плат на фиг. 3 - фрагмент размещения объемных конструктивных элементов на первой и второй монтажных платах, установленных параллельно друг к другу (вид А на фиг. 2) на фиг. 4 - функциональная схема известного приемного устройства охранной сигнализации (прототипа) на фиг. 5 - конструкция известного приемного устройства охранной сигнализации (прототипа), вид изнутри второй монтажной платы и вид сверху первой монтажной платы на фиг. 6 - фрагмент размещения объемных конструктивных элементов на первой и второй монтажных платах, установленных параллельно друг к другу, вид сбоку на фиг. 5. Приемное устройство охранной сигнализации (фиг. 1) содержит антенну 1 (на фиг. 2 не показана), входной параллельный контур 2, усилитель высокой частоты 3, полосовой фильтр 4, смеситель 5, фильтр 6, предварительный усилитель промежуточной частоты 7, усилитель промежуточной частоты 8 с избирательной частотной характеристикой, амплитудный детектор 9, фильтр низкой частоты 10, компаратор 11, цифровую схему сравнения 12, выполненную с задающими генераторами 13, громкоговоритель 14, выполненный на пьезоэлементе, соединенные последовательно. Кварцевый гетеродин 15 подсоединен к смесителю 5, а устройство автоматического регулирования усиления 16 подсоединено между выходом амплитудного детектора 9 и управляющим входом усилителя промежуточной частоты 8. Входной параллельный контур 2 выполнен в виде первой катушки индуктивности 17 и емкостей, полосовой фильтр 4 выполнен в виде параллельного колебательного контура из второй катушки индуктивности 18 с катушкой связи 19, кварцевый гетеродин 15 выполнен с параллельным колебательным контуром из третьей катушки индуктивности 20 и емкостей. Объемные конструктивные элементы 21 (фиг. 2 и 3) расположены на двух монтажных платах 22 и 23, установленных параллельно. Входной параллельный контур 2 и кварцевый гетеродин 15 (фиг. 2) расположены на противоположных краях первой монтажной платы 22, а цифровая схема сравнения 12 - на второй монтажной плате 23. Блокировочный электролитический конденсатор 24(фиг. 1 и 2) установлен на первой монтажной плате 22 на входе цепи питания 25. Согласно изобретению вторая катушка индуктивности 18 дополнительно содержит катушку связи 19,подключенную первым выводом ко входу смесителя 5, а вторым - к общей шине, фильтр 6 выполнен в виде второго фильтра низкой частоты, объемные конструктивные элементы 21 (фиг. 2 и 3), расположенные на первой монтажной плате 22, установлены с ее внутренней стороны, а на второй монтажной плате 23 объемные конструктивные элементы 21 расположены с двух ее сторон. Первая монтажная плата 22 установлена на расстоянииот второй монтажной платы 23 (фиг.3) с возможностью размещения объемных конструктивных элементов 21, установленных на первой монтажной плате 22, в зазорах между объемными конструктивными элементами 21, установленными с внутренней стороны второй монтажной платы 23. Первая катушка индуктивности 17 выполнена полосковой (фиг. 2) и ее продольная ось перпендикулярна плоскости первой монтажной платы 22 (или 23). Продольные оси первой катушки индуктивности 17, второй катушки индуктивности 18 и третьей катушки индуктивности 20 расположены взаимно ортогонально. Блокировочный электролитический конденсатор 24 (фиг. 1 - 3) выполнен в цилиндрическом корпусе, который подсоединен к общей шине и установлен между предварительным усилителем промежуточной частоты 7 и задающими генераторами 13 цифровой схемы сравнения 12, расположенными с внутренней стороны второй монтажной платы 23. Продольная ось цилиндрического корпуса блокировочного электролитического конденсатора 24 параллельна плоскостям монтажных плат 22 и 23. Отношение величины зазора(фиг. 3) между цилиндрическим корпусом и плоскостью второй монтажной платы 23 к расстояниюмежду первой монтажной платой 22 и второй монтажной платой 23 выбрано не более 0,6. Как показано на фиг. 2, 3, громкоговоритель 14 расположен на внешней поверхности второй монтажной платы 23. На фиг. 4 изображена функциональная схема прототипа, а на фиг. 5, 6 его конструкция. Техническое решение прототипа содержит дополнительный смеситель 26, умножитель частоты 27, амплитудный детектор 28, а фильтр 6 выполнен полосовым. Увеличение габаритов в приемном устройстве охранной сигнализации (фиг. 4, 5, 6) обычно компенсируется высокой помехозащищенностью ввиду двойного преобразования частоты (функционально) и соответствующего размещения объемных конструктивных элементов 21 с необращенных сторон первой и второй монтажной платы 22 и 23, экранированием всех катушек индуктивности и излучающих элементов, выбора соответствующих расстояний между излучающими элементами. На практике помехозащищенность приемного устройства охранной сигнализации (фиг. 4) дополнительно ухудшается из-за неидеальности характеристик умножителя частоты 27. При однократном преобразовании частоты в приемном устройстве охранной сигнализации (фиг. 1) с низкой промежуточной частотой помехозащищенность может ухудшаться за счет сложности подавления зеркального канала. Однако, за счет выбора рабочей частоты (например, в диапазоне выше 100 МГц),поскольку в области этих частот мало источников радиопомех, наличие зеркального канала практически не приводит к ухудшению помехозащищенности при хорошей спектральной частоте кварцевого гетеродина 15,как в случае классического многократного преобразования частоты сигнала в приемнике с неидеальной схемой формирования опорных (гетеродинных) частот. Требование уменьшения габаритов и улучшения помехозащищенности является взаимопротиворечивым, т. к. уменьшение габаритов и плотная компоновка элементов приводит к увеличению электромагнитных наводок на элементы и, следовательно, к ухудшению помехозащищенности и чувствительности. В предложенном техническом ре 4 2231 1 шении для данной конкретной функциональной схемы удалось за счет указанных средств решить поставленную задачу минимизации помех и габаритов. Работает приемное устройство охранной сигнализации (фиг. 1) следующим образом. Антенна 1 принимает сигналы в диапазоне частот выше 100 МГц, входной параллельный контур 2 выделяет область соответствующей полосы частот. Сигнал усиливается усилителем высокой частоты 3, поступает на полосовой фильтр 4, выполненный в виде параллельного колебательного контура, а через катушку связи 19, продольная ось которой совмещена с продольной осью второй катушки индуктивности 18, на вход смесителя 5. На другой вход смесителя 5 подается сигнал кварцевого гетеродина 15. С выхода смесителя 5 сигнал поступает на фильтр 6 низкой частоты, далее на предварительный усилитель промежуточной частоты 7, усилитель промежуточной частоты 8 с избирательной частотной характеристикой для избирательности по соседнему каналу и далее на амплитудный детектор 9. С выхода амплитудного детектора 9 сигнал поступает на устройство автоматического регулирования усиления 16, фильтр низкой частоты 10 и далее на компаратор 11, который служит для нормирования амплитуды сигнала. Цифровая схема сравнения 12 сравнивает последовательность принимаемых видеоимпульсов с установленной кодированной последовательностью, которая заложена в память цифровой схемы сравнения 12. Задающие генераторы 13 служат для подачи тактовых частот. При совпадении поступившего кода и заложенного в цифровую схему сравнения 12, выдается сигнал на громкоговоритель 14. Таким образом, приемное устройство охранной сигнализации позволяет произвести сравнение различной информации, закодированной в принимаемом сигнале от передатчика, например, номера машины, номера дома, квартиры и т. п. За счет размещения объемных конструктивных элементов 21, установленных на первой монтажной плате 22 в зазорах между объемными конструктивными элементами 21, установленными на второй монтажной плате 23, удалось резко сократить габариты устройства. Для увеличения помехозащищенности, во-первых, разнесены входной параллельный контур 2 и кварцевый гетеродин 15 во-вторых, исключено взаимное влияние первой 17, второй 18 и третьей 20 катушек индуктивности, они практически настроены на одну частоту по предложенной функциональной схеме, а их продольные оси взаимно ортогональны в-третьих, задающие генераторы 13, установленные на второй монтажной плате 23,экранированы цилиндрическим корпусом блокировочного электролитического конденсатора 24 в-четвертых,низкая промежуточная частота, не отфильтрованная по цепи питания, не поступает на вход смесителя 5 ввиду установки катушки связи 19, один конец которой подсоединен к общей шине. Цилиндрический корпус блокировочного электролитического конденсатора 24, как показали исследования, позволяет эффективно экранировать задающие генераторы 13, которые вызывают очень сильные наводки на предварительный усилитель промежуточной частоты 7, при этом для функционирования этого конденсатора 24 в качестве экрана отношение величины зазора(фиг. 3) между цилиндрическим корпусом и второй монтажной платой 23 к расстояниюмежду первой 22 и второй монтажной платой 23 должно быть не более 0,6 (при больших зазорах происходит резкое возрастание наводок). Указанное расположение элементов на первой и второй монтажных платах 22 и 23 позволило избавиться от экранирования всех катушек индуктивности, что дополнительно снизило габариты устройства. Громкоговоритель 14 (практически как единственный объемный конструктивный элемент 21) удалось расположить на внешней стороне второй монтажной плати 23 для улучшения качества звучания. По сравнению с прототипом чувствительность устройства возросла в два раза, а габариты снижены по объему не менее, чем в три раза. Приемное устройство охранной сигнализации может найти применение в качестве акустического индивидуального средства приема сигнала тревоги от передатчика. оставитель Е.В. Федоров Редактор В.Н. Позняк Корректор Т.Н. Никитина Государственный патентный комитет Республики Беларусь. 220072, г. Минск, проспект Ф. Скорины, 66. 6