DE2715594A1

DE2715594A1 - Signal processing network for fire and burglar alarms - incorporates threshold and encoding logic circuits

Info

Publication number: DE2715594A1
Application number: DE19772715594
Authority: DE
Inventors: Hans Dipl Ing Rohrbacher
Original assignee: BBC Brown Boveri France SA
Current assignee: BBC Brown Boveri France SA
Priority date: 1977-04-07
Filing date: 1977-04-07
Publication date: 1978-11-02

Abstract

A simple signal processing network uses linear amplifier comparators, for processing the signals derived from fire or burglar alarm transducers. It checks against defined thresholds the conditions of 'alarm' short circuit and 'open circuit' and generates corresponding output signals. The basic network comprises three comparator circuits (22, 23, 24) to the inputs of which the incoming signals (A, U-K) may be derived directly from the comparator (22, 23, 24) outputs or via suitable logic gates (33, 34) depending on the function required. An alternative form of the network, which combines the open and short circuit conditions to give a single fault output signal (U-K) may be used.

Description

"Schaltungsanordnung zur Auswertung von Signalen""Circuit arrangement for evaluating signals"

Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zur Auswertung von Signalen mit mindestens drei Komparatoren für Kurzschluß-, Alarm und Leitungsunterbrechung zur Überwachung für Brand-und Einbruchmeldeanlagen.The invention relates to a circuit arrangement for evaluating Signals with at least three comparators for short circuit, alarm and line interruption for monitoring fire and burglar alarm systems.

Um die in einer Brand- bzw. Alarmmeldeeiinrichtungen identifizierte Störung selektieren und signalisieren zu können, ist für jede Störgröße eine Komparatoreinheit in Form eines Nullverstärkers erforderlich. Die als Spannung ermittelte Störgröße wird mit einer gleichfalls der jeweiligen Komparatoreinheit zugeführten Vergleichs spannung verglichen und als ein unabhängiges - vom Betrag des Unterschiedes der beiden zu vergleichenden Spannungen - Ausgangssignal direkt oder über einen Codierer für eine definierte Zeit dargestellt.To those identified in a fire or alarm reporting system To be able to select and signal disturbances is a comparator unit for every disturbance variable in the form of a null amplifier required. The disturbance determined as voltage is compared with a comparison that is also fed to the respective comparator unit voltage compared and as an independent - from the amount of the difference of the two voltages to be compared - output signal directly or via an encoder shown for a defined time.

Zur Weiterverarbeitung von Signalen war es bisher bei derartigen Schaltungsanordnungen üblich, daß die Darstellung der Signale, beispielsweise Alarm- und Leitungsunterbrechung über zwei aufwendige logische Verknüpfungsglieder erfolgte. Das Signal "Kurzschluß§ wird direkt ausgangsseitig vom zuständigen Komparator über eine von den beiden anderen Signalleitungen vol]kommen unabhängige Signalleitung zur Anzeige gebracht. bei den logischen Vernküpfungsgliedern zur Darstellung und Codierung der an den Ausgängen der Komparatoren anstehenden Signale Alarm- und Leitungsunterbrechung handelt es sich um ein UND-Glied und um ein NIGHT-Glied.For further processing of signals it was previously used in such circuit arrangements It is common for the display of signals, for example alarm and line interruption took place via two complex logical links. The signal "short circuit" is sent directly on the output side from the responsible comparator via one of the other two Signal lines vol], independent signal lines are displayed. both logical link elements for the representation and coding of the outputs of the comparators pending signals alarm and line interruption an AND element and a NIGHT element.

Bei der bekannten Schaltungsanordnung ist der aufwand an logischen Schaltgliedern und diskreten Bauelementen enorm hoch, und erweitert sich um ein weiteres logisches Glied, wenn die Ausgangssignal "Kurzschluß-" und "Leitungsunterbrechung" als eine Variable dargestellt werden soll, d.h. in diesem Fall ist ein zusätzliches ODER-Glied erforderlich, um die zuvor genannten Signale als logische "Eins" darstellen zu können.In the known circuit arrangement, the expenditure is logical Switching elements and discrete components enormously high, and expanded by one Another logic element if the output signals "short circuit" and "line interruption" should be represented as a variable, i.e. in this case an additional OR gate required to represent the aforementioned signals as a logical "one" to be able to.

Daraus ist aber ersichtlich, daß eine weniger aufwendige und brauchbare Schaltungsanordnung zur sinnvollen Darstellung der Signale bisher nicht bekanntgeworden ist.From this it can be seen, however, that a less expensive and useful Circuit arrangement for the meaningful representation of the signals not previously known is.

Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht darin, eine verbesserte, jedoch einfachere Signalauswerteschaltung für Brand- und Einbruchmeldeanlagen zu schaffen, bei welcher der Aufwand zur Darstellung des Signals auf ein Minimum begrenzt wird. Eine aufwendige Zusatzlogik zur Codierung der Signale "Alarm" und "Leitungsunterbrechung" soll vermieden werden.The object underlying the invention is to provide an improved, however, simpler signal evaluation circuit for fire and intrusion alarm systems create, in which the effort for displaying the signal is limited to a minimum will. A complex additional logic for coding the signals "alarm" and "line interruption" should be avoided.

Insbesondere soll es die Schaltungsanordnung ermöglichen, die Anzahl der herausgeführten Signalleitungen von beispielsweise drei Adern für die Signale "Alarm", "Kurzschluß" und "Leitungsunterbrechung" auf zwei Adern zu reduzieren, d.h. die Signale "Kurzschluß-" und ''Leitungsllnterbrechung't zu einem Aussagesymbol zusammenzufassen.In particular, the circuit arrangement should enable the number the lead out signal lines of, for example, three wires for the signals To reduce "alarm", "short circuit" and "line interruption" to two wires, i.e. the signals "short-circuit" and "line interruption" to one statement symbol summarize.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch Gelöst, daß für die Signalaufbereitung ausgangsseitig der Komparatoren mit offenem Ausgangskollektor lediglich ein Sperr-UND-Glied für zwei Ausgangsvaribale und ein ODER-Glied für eine dieser beiden und eine dritte Ausgangsvariable vorgesehen sind. According to the invention, this object is achieved in that for signal processing on the output side of the comparators with an open output collector, there is only one blocking AND element for two output varibals and an OR gate for one of these two and a third Output variables are provided.

Bei der Schaltungsanordnung nach der Erfindung werden die bei der bekannten Verarbeitungsschaltungsanordnung erforderlichen aufwendigen und teueren logischen Verknüpfungsglieder durch diskrete Bauelemente minimaler Stückzahl ersetzt. Das hat zur Folge, daß das erforderliche Sperr-UND-Glied aus einem einzigen passiven Bauelement gebildet werden kann, während das ODER-Glied aus zwei passiven Bauelementen gebildet werden kann. Durch die Verwendung von wenigen diskreten Bauelementen wird außerdem erreicht, daß die Signale "Kurzschluß" und "Leitungsunterbrechung" als logische "Null" über eine einzige Ausgangsleitung mit der Bezeichnung "Leitvmg gestört, dargestellt weiden kann. In the circuit arrangement according to the invention, the known processing circuitry required complex and expensive logical connection elements replaced by discrete components of a minimum number of pieces. This has the consequence that the required locking AND gate from a single passive Component can be formed, while the OR gate from two passive components can be formed. By using a few discrete components, also achieved that the signals "short circuit" and "open circuit" as logical "zero" via a single output line with the designation "Leitvmg disturbed, depicted can graze.

Das Signal "Alarm" hingegen wird als logische "Eins" ebenfalls über eine Ausgangsleitung dargestellt, so daß letztlich für drei darzustellende wesentliche Signale nur zwei Ausgangsleitungen erforderlich sind. The "Alarm" signal, on the other hand, is also transmitted as a logical "one" an output line is shown, so that ultimately for three essentials to be shown Signals only two output lines are required.

Außerdem ist dadurch sichergestellt, daß die Wirtschaftlichkeit der Schaltungsanordnung beträchtlich erhöht und die Störanfälligkeit vermindert wird. This also ensures that the profitability of the Circuit arrangement is increased considerably and the susceptibility to failure is reduced.

In zweckmäßiger Weiterbildung der Erfindung wird vorgeschlagen, daß das ODER-Glied aus zwei mit den Ausgangskollektoren der Komparatoren verbundenen, an einer positiven Spannung Ust liegende Widerstände gebildet ist. In an expedient development of the invention it is proposed that the OR gate consisting of two connected to the output collectors of the comparators, resistors located at a positive voltage Ust are formed.

Durch diese Maßnahme ist es nunmehr möglich, daß über die an offenen Ausgängen liegendeiWiderstände ein ständig anstehendes, konstantes Potential direkt auf die Ausgänge "Kontakt geöffnet" - also logische "Eins" - bzw. "Leitung gestört" - logische "Null" gegeben werden kann. By this measure, it is now possible that on the open At the outputs, there are resistances directly present at a constant, constant potential on the outputs "contact open" - i.e. logical "one" or "line faulty" - logical "zero" can be given.

Eine weitere zweckmäßige Ausgestaltung erfc3hrt der Gegenstand der Erfindung dadurch, daß das Sperr-lJND-G]ied lediglich eine zwischen offenen Ausgangskollektoren zweier Komparatoren liegende Diode ist.The subject matter of FIG Invention in that the blocking lJND-G] ied only one between open output collectors two comparators lying diode is.

Die Erfindung wird anhand eines Ausführungsbeispieles, das in der Zeichnung dargestellt ist, näher erläutert.The invention is based on an embodiment that is shown in the Drawing is shown, explained in more detail.

Es zeigt: Fig. 1 ein Prinzipschaltbild des Standes der Technik einer Schaltungsanordnung der eingangs erwähnten Gattung und Fig. 2 ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung.It shows: FIG. 1 a basic circuit diagram of the prior art Circuit arrangement of the type mentioned at the outset and FIG. 2 shows an exemplary embodiment the circuit arrangement according to the invention.

Bei dem in der Figur 1 dargestelltcn Prinzipschaltbild ist ein Teil 20 als Auswerteschaltung einer Schaltungsanordnung für Brand- und Einbruchlneldealilagen spezifisch heraus6estellt, während ein von diesem durch eine Strichpunktlinie getrennter Teil, als derjenige Teil, welcher Brand- bzw. Einbruchmelder enthält, nicht naher spezifiziert ist. Die Darstellung der Schaltzeichen entspricht DIN 40700, so daß zusätzliche Erklcrungen über die Funktionsweise nicht erforderlich sind. Der Teil 20, also die Auswerteschaltung, weist drei Komparatoren 22, 2f, 24 zur Weiterverarbeitung von Signalen bzw. Störgrößen, welche aus dem Teil 21 herausgeführt sind, auf. Es handelt sich dabei um die Störgröße Alarm 25, Leitungsunterbrechung 26 und Kurzschluß 27. Die Störgrößen (Meßspannungen) 25, 26 und 27 werden als Spannungen jeweils einem Komparatoreingang 22a, 23a und 24a zugeführt. Weiterhin wird über den gleichen Teil 21, den Komparatoreingängen 22b, 23b und 24b eine Vergleichsspannung UA, Uu und UK zugeführt. Die Vergleichsspannungen UA, UU, UK werden aus einer nicht näher im Teil 21 dargestellten zu den Brand- bzw. Einbruchmelder parallel geschalteten Mehrfachbrückenanordnung entnommen.In the basic circuit diagram shown in FIG. 1, one part is 20 as an evaluation circuit of a circuit arrangement for fire and burglar intrusions specifically highlighted, while a Part, not closer than the part that contains fire or intrusion alarms is specified. The representation of the circuit symbols corresponds to DIN 40700, so that additional explanations about the functionality are not required. The part 20, that is to say the evaluation circuit, has three comparators 22, 2f, 24 for further processing of signals or disturbance variables which are led out of the part 21 on. It This concerns the disturbance variable alarm 25, line interruption 26 and short circuit 27. The disturbance variables (measurement voltages) 25, 26 and 27 are each one as voltages Comparator input 22a, 23a and 24a supplied. It continues about the same part 21, the comparator inputs 22b, 23b and 24b a comparison voltage UA, Uu and UK fed. The equivalent stresses UA, UU, UK are derived from an unspecified im Part 21 shown parallel to the fire or intrusion detector switched multiple bridge arrangement removed.

Es versteht sich von selbst, daß an allen Eingängen der Komparatoren 22, 23 und 24 entsprechend bemessene Widerstände anzuordnen sind. Alle Ausgänge 22c, 23c und 24c sind entweder direkt oder über zusätzliche logische Verknüpfungsglieder als A-, K- und U-Leitung herausgeführt. Bei den logischen Verknüpfungsgliedern handelt es sich um ein UND-Glied 31 und um ein NICHT-Glied 32. Die logischen Verknüpfungsglieder UND 31, NICHT 32 sind dabei so miteinander verknüpft (geschaltet), daß bei einer im Teil 21 hervorgerllfenen Leitungsunterbrechung ein anstehendes Alarmsignal 28 herausgefiltert wird, um ein Leitungsunterbrechungssignal 29 am Ausgang U darstellen zu können. Mit anderen Worten, der Komparator 22 für Alanin ist ausgangsseitig 22c auf einen ersten Eingang 31a des UND-Gliedes 31 geschaltet, während der Komparator 32 fiir Leitungsunterbreehung ausgangsseitig 23c sowohl direkt auf U herausgeführt ist, als auch iiber das NICHT-Glied 32 auf eine zweiten Eingang 31b des UND-Gliedes 31 geschaltet ist. Eine derartige Schaltungsanordnung hat ihrerseits jedoch zur Folge, daß zur Signaldarstellung für Alarm 28, Leitungsunterbrechung29 und Kurzschluß 30 drei separate Leitungen A, K, U benötigt und herausgeführt werden müssen.It goes without saying that at all inputs of the comparators 22, 23 and 24 appropriately sized resistors are to be arranged. All exits 22c, 23c and 24c are either directly or via additional logical links brought out as A, K and U lines. In the case of the logical links it is an AND element 31 and a NOT element 32. The logical links AND 31, NOT 32 are linked (switched) to one another in such a way that one In the line interruption caused in part 21, an alarm signal 28 is present is filtered out to represent a line break signal 29 at the output U. to be able to. In other words, the comparator 22 for alanine is 22c on the output side connected to a first input 31a of the AND gate 31, while the comparator 32 for line interruption on the output side 23c both led out directly to U. and via the NOT element 32 to a second input 31b of the AND element 31 is switched. However, such a circuit arrangement has for its part to The result is that the signals for alarm 28, line interruption29 and short circuit are displayed 30 three separate lines A, K, U are required and have to be led out.

Es sei an dieser Stelle noch erwähnt, daß diese Schaltungsanordnung sicherlich durch IIinzufiigen einer weiteren geeigneten Auswertelogik von drei herausgeführten Leitungen h, U und K und somit auch drei Ausgängen gleicht Bezeichnung auf zwei Leitungen und Ausgänge durch einen erfinderischen Gedankenschritt reduzierbar sind; dies würde aber bedeuten, daß nur ein Teil der gestellten Aufgabe damit gelöst wird.It should be mentioned at this point that this circuit arrangement certainly by adding a further suitable evaluation logic out of three Lines h, U and K and thus also three outputs have the same designation on two Lines and outputs can be reduced by an inventive step; but this would mean that only part of the task at hand would be solved.

Die soweit beschriebene Schaltungsanordnung arbeitet wie folgt.The circuit arrangement described so far operates as follows.

Die mit den Ausgängen 22c, 23c der Komparatoren 22, 23 verbundene Logik 31, 32 bewirkt, daß beispielsweise bei Alarm aufgrund des Verhältnisses zwischen der Störgröße (Meßspannung) 25 und der Vergleichs spannung UA das Differenzsignal 28 auf den Eingang 31a des UND-Gliedes 31 geben wird, so daß über den Ausgang 31c am Ausgang A ein L-Signal ansteht, d.h. die Störgröße (Meßspannung) 25 muß kleiner sein als die Vergleichsspannung UA und UK, sie ist jedoch größer als UU.Those connected to the outputs 22c, 23c of the comparators 22, 23 Logic 31, 32 has the effect that, for example, in the event of an alarm due to the Ratio between the disturbance variable (measurement voltage) 25 and the comparison voltage UA will give the difference signal 28 to the input 31a of the AND gate 31, so that there is an L signal at output A via output 31c, i.e. the disturbance variable (measuring voltage) 25 must be smaller than the comparison voltage UA and UK, but it is larger as UU.

Bei Leitungsuntrebrechung ist nun die Störgröße (Meßspannung)26 ganz im Gegensatz zum vorhergesagten kleiner als die am Komparator 23 anstehende Vergleichsspannung Uu, wodurch das ausgangsseitig 23c anstehende Signal 29 direkt an den Ausgang U geführt wird. Im Falle eines anstehenden Kurzschlußes im Teil 21 ist die Störgröße (Meßspannung) 27 größer als die Vergleichsspannung UK und mithin auch die Störgröße (Meßspannung) 25, 26, so daß nur das Signal 30 am Ausgang K ansteht. Die von den Komparatoren 22,23, 24 abgegebenen Signale 28,29,30 werden also bei anstehendem Alarm, Leitungsunterbrechung und Kurzschluß an deren Ausgängen h,U, K als L-Signal dargestellt, während im Normalzustand, d.h. also wenn kein Alarm, keine Leitwgsunterbrechng und kein Kurzschluß ansteht, ein Null-Signal an den Ausgängen A, U und K ansteht.In the event of a line interruption, the disturbance variable (measurement voltage) 26 is now complete In contrast to the predicted value, it is smaller than the comparison voltage applied to the comparator 23 Uu, whereby the signal 29 pending on the output side 23c is sent directly to the output U to be led. In the event of a short circuit in part 21, the disturbance variable is (Measurement voltage) 27 is greater than the comparison voltage UK and therefore also the disturbance variable (Measuring voltage) 25, 26, so that only signal 30 is present at output K. The ones from the Comparators 22, 23, 24 emitted signals 28, 29, 30 are therefore when the Alarm, line interruption and short circuit at their outputs h, U, K as an L signal shown, while in the normal state, i.e. if there is no alarm, no routing interruption and there is no short circuit, a zero signal is present at outputs A, U and K.

In der Figur 2 ist nun ein praktisches Ausführungsbeispiel für die erfindungsgemäße vereinfachte Schaltungsanordnung dargestellt. Die Schaltung dient dabei dem gleichen Zweck, jedoch mit einem wesentlichen Unterschied, der darin zu sehen ist, daß wie bereits weiter vorn schon angedeutet wurde, die drei Ausgänge A, K, U auf zwei Ausgänge A und U-K reduziert sind. Weiterhin wurde aufgrund der Wahl der Komparatoren 22,23,24 mit offenem Ausgangskollektor die Auswerteschaltung in sich derart vereinfacht, daß beispielsweise ein zur Anwendung gebrachtes Sperr-UND-Glied 33 aus einer einzigen die Ausgänge 22c, 24c der Komparatoren 22,24 verbindende Diode 33a besteht, und daß weiterhin ein ODER-Glied aus zwei an einer positiven Spannung Ust liegende Widerstände 34a, 34b gebildet ist. Die dargestellten Komparatoren 22, 23, 24 arbeiten ebenfalls nach dem Prinzip der Schaltung in Figur 1, so daß es sich an dieser Stelle erübrigt, näher auf die Funktionsweise einzugehen. Es sollte jedoch nicht unerwähnt bleiben, daß Komparatoren mit offenem Ausgangskollektor vielseitiger einsetzbar sind. Dieser Vorteil ist ausschließlich auf eine Kollektor-Folgeschaltung der in den Komparatoren angeordneten Transistoren zurückzuführen, d.h. der Kollektor ist direkt herausgeführt. Durch die Wahl eines derartig ausgebildeten Komparators ist es trotz der niederen Spannungsversorgung desselben möglich, daß erstens der oder die Transistoren über einen größeren Arbeitsbereich betrieben werden können, und daß zweitens eine um ein Mehrfaches höhere Spannung als die Versorungsspannung UB geschaltet werden kann. Die Ausgänge 22c, 23c, 24c der Komparatoren 22,2), 24 sind dabei so mit den aus zwei Widerständen 34a, 34b bestehenden ODER-Glied 34 verbunden, daß am Ausgang A ein L-Signal erscheint, während am Ausgang U-K ein Nullsignal erscheint, d.h. die Aussage Alarm ist auf einen Ausgang herausgeführt, während die Aussage Leitungsunterbrechung und Kurzschluß ebenfalls auf einen Ausgang herausgeführt sind, so daß sich schon daraus für den Anwender aufgrund der gestellten Aufgabe eine wesentlich einfachere Lösung ergibt. Die Widerstände 34a und 34b des ODER-Gliedes 34 bilden einen offenen Ausgang, an dem seinerseits aber weder eine Spannung noch ein Strom abgegriffen wer den kann. Vielmehr wird dort eine aus dem gleichen Versorgungsnetz abgeleitete Steuerspannung Us angelegt.In the figure 2 is now a practical embodiment for the simplified circuit arrangement according to the invention shown. The circuit is used doing the same thing, but with one essential difference, that of it it can be seen that, as already indicated earlier, the three exits A, K, U are reduced to two outputs A and U-K. Furthermore, due to the Choice of comparators 22,23,24 with open output collector the evaluation circuit Simplified in itself in such a way that, for example, a blocking AND element is used 33 from a single diode connecting the outputs 22c, 24c of the comparators 22, 24 33a consists, and that furthermore an OR gate of two at a positive voltage Ust lying resistors 34a, 34b is formed. The illustrated comparators 22, 23, 24 also work according to the principle of the circuit in Figure 1, so that there is no need to go into more detail about how it works. It should not go unmentioned, however, that comparators with an open output collector are more versatile. This advantage is only due to a collector sequential circuit of the transistors arranged in the comparators, i.e. the collector is led out directly. By choosing a comparator designed in this way it is possible, in spite of the low voltage supply, that firstly the or the transistors can be operated over a larger working range, and secondly, a voltage several times higher than the supply voltage UB can be switched. The outputs 22c, 23c, 24c of the comparators 22,2), 24 are connected to the OR gate 34 consisting of two resistors 34a, 34b, that an L signal appears at output A, while a zero signal appears at output U-K, i.e. the statement alarm is brought out to an exit, while the statement Line interruption and short circuit are also brought out to an output, so that this already results in an essential for the user due to the task at hand results in a simpler solution. The resistors 34a and 34b of the OR gate 34 form an open output, which in turn has neither a voltage nor a current can be tapped. Rather, there is one from the same supply network derived control voltage Us applied.

Wenn nun an den Eingängen 34c, 34d des ODER-Gliedes 34 dauernd eine konstante Steuerspannung Ust ansteht, geschieht an den Ausgängen A und U-K solange nichts, wie dieser normale Zustand nicht durch ein anstehendes Signal Alarm oder ein Signal Störung geändert wird. Bei einem anstehenden Signal 28, 29 oder 30 an dem jeweiligen Komparatorausgang 22c, 23c,24c erfolgt entweder eine Unterdrückung oder eine Erhöhung des jeweiligen Signals, so daß beispielsweise ein durch Leitungsunterbrechung hervorgerufenes Signal nicht als Alarm, sondern als Leitungsunterbrechung signalisiert wird.If now at the inputs 34c, 34d of the OR gate 34 a permanent constant control voltage Ust is applied at outputs A and U-K for as long nothing like this normal state not through a pending alarm or signal a signal disturbance is changed. If there is a signal 28, 29 or 30 on the respective comparator output 22c, 23c, 24c is either suppressed or an increase in the respective Signal, so that for example a signal caused by a line interruption is not an alarm, but rather is signaled as a line break.

Claims

A n p r ü c h e 1. Circuit arrangement for evaluating signals with at least three comparators for short circuit, alarm and line break monitoring for fire and burglar alarm systems, characterized in that for signal processing on the output side (22c, 23c, 24c) of the comparators (22,23,24) with an open output collector only one blocking AND element (33) for two output variables (28, 30) and one OR element (34) for one of these two and a third output variable. £ 29) are provided.

2. Circuit arrangement according to claim 1, characterized in that the OR gate (34) from two with the output collectors of the comparators (22,23,24) connected to a positive Voltage USt lying resistances (34a, 34b) is formed.

3. Circuit arrangement according to Claims 1 and 2, characterized in that that the blocking AND gate (33) only one between open output collectors two comparators (22,24) lying diode (33a) is.