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Elektroakustisches Schaltgerät
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Die Erfindung betrifft ein elektroakustisches Schaltgerät zum Einschalten
eines elektrischen Signalgebers beim Auftreten eines Umgebungsgeräusches mit einem
Mikrofon am SteuEreingang eines Mikrofonverstärkers und einem von diesem gesteuerten
Schalter zwischen Ausgang und Eingang des Schaltgeräts, wobei die Ansprechempfindlichkeit
des Schaltgeräts und die Einschaltdauer des Schalters verstellbar sind.
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Derartige Schaltgeräte werden zwischen einem Stromversorgungsnetz
oder bei Booten, Kraftfahrzeugen Wohnwagen zwischen eine Batterie und einem Signalgeber,
wie beispielsweise eine Sirene, einen Beleuchtungskörper, eine Blinkleuchte, ein
Tonband-, Radio- oder Funkgerät geschaltet. Auf ein von dem Schaltgerät ausgewertetes
Umgebungsgeräusch wird der Signalgeber eingeschaltet.
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Ein derartiges Schaltgerät weist einen weiten Einsatzbereich auf.
So kann es beispielsweise zur Alarmgabe oder Abschreckung bei Einbruchsversuchen
oder zur Einschaltung einer Licht- oder Tonquelle auf Zuruf eingesetzt werden. Zur
Überwachung eines Kindes lassen sich auch Gegensprechanlagen oder Klingeln mit dem
Schaltgerät schalten. Bei Treppenhaus- oder Vorplatzbeleuchtungen kann das Schaltgerät
diese auf entsprechende Türgeräusche hin einschalten.
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Aufgabe der Erfindung ist es, an Schaltgerät der Lingangs genannten
Art vorzuschlagen, das auf die Bedürfnisse unterschiedlicher Betriebsfalle umschaltbar
ist.
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Nach der Erfindung ist obige Aufgabe dadurch gelöst, daß an dem Speiseeingang
des Piikrofonverstärkers ein abschaltbares erstes Verzögerungsglied liegt, daß einem
dem Mikrofonverstärker nachgeschalteten Schwellwertschalter der Steuereingang eines
Schaltverstärkers für den Schalter nachgeschaltet ist und daß am Steuereingang des
Schaltverstärkers ein zweites abschaltbares, dessen Einschaltzeitpunkt verschiebendes
Verzögerungsglied und ein drittes dessen Einschaltdauer bestimmendes Verzögerungsglied
liegen. Durch das erste Verzögerungsglied ist erreicht, daß der Benutzer nach der
Verbindung des Schaltgeräts mit dem Netz Gelegenheit hat, den Raum zu verlassen,
ohne daß dabei auftretende Geräusche zu einer Einschaltung des Signalgebers, insbesondere
einer Sirene führen. Dementsprechend wird die Verzögerungszeit des ersten Verzögerungsgliedes
so bemessen, daß sie beispielsweise 20 s. beträgt. Ist das erste Verzögerungsglied
abgeschaltet, dann wird nach dem Anschluß an das Netz der jeweils angeschlossene
Signalgeber bei einem Geräusch sofort eingeschaltet.
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Ist das zweite Verzögerungsglied eingeschaltet, dann wird der Signalgeber
nach einem Geräusch nicht sofort, sondern mit einer gewissen Verzögerungszeit von
einigen Sekunden eingeschaltet. Dies hat insbesondere dann, wenn das Schaltgerät
zur Abschreckung bei Einbruchsversuchen eingesetzt ist, den Vorteil, daß der Täter
keinen unmittelbaren Zusammenhang mit den von ihm verursachten Geräuschen und beispielsweise
dem Einschalten einer Licht-oder Tonquelle herstellen kann. Außerdem hat das zweite
Verzögerungsglied
den Vorteil, daß der Besitzer Gelegenheit hat, oas Schaltgerät abzuschalten, ohne
daß durch die hierbei auftretenden Geräusche ein Alarm ausgelöst wird. Dies ist
vor allem dann wichtig, wenn als Signalgeber eine Sirene verwendet wird.
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Ist das zweite Verzögerungsglied abgeschaltet, dann tritt die gewünschte
Schaltfunktion unmittelbar nach dem Geräusch auf. Eine Lichtquelle beispielsweise
schaltet damitFsofort auf Zuruf oder bei den Öffnungsgeräuschen einer Türe ein.
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Mit dem verstellbaren dritten Verzögerungsglied läßt sich die Einschaltdauer
des Signalgebers bestimmen.
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In bevorzugt Ausgestaltung der Erfindung ist die Ansprechempfindlichkeit
des Schaltgeräts dadurch einstellbar, daß der Schwellwertschalter am Abgriff eines
Potentiometers liegt, das an den Ausgang des Mikrofonverstärkers angeschlossen ist.
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In Ausgestaltung der Erfindung liegt am Ausgang des Schwellwertschalters
ein Speicherkondensator der über den Schwellwertschalter geladen wird. Der Speicherkondensator
stellt sicher, daß der Schaltverstärker auch bei sehr kurzen Geräuschen sowie dann,
wenn das zweite Verzögerungsglied eingeschaltet ist, mit Sicherheit durchschaltet.
In Weiterbildung der Erfindung ist für den Speicherkondensator ein Entladezweig
vorgesehen, der am Schaltverstärker liegt und bei durchgeschaltetem Schaltverstärker
wirksam ist. Die Entladung des Speicherkondensators erfolgt dabei sobald der Schaltverstärker
durchgeschaltet ist.
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Damit nicht beim Abschalten des Schalters, insbesondere eines Relais,
möglicherweise auftretende Geräusche zu einem erneuten Einschalten des Signalgebers
führen, ist vor dem Speiseeingang des Mikrofonverstärkers und eine Relaiswicklung
des Schalters ein Vorwiderstand gelegt, der so bemessen ist, daß der bei geschlossenem
Schalter die Relaiswicklung durchfließende Strom die Spannung am Speiseeingang des
Mikrofonverstärkers soweit herabsetzt, daß dieser praktisch nicht verstärkt.
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Erst nach dem Öffnen des Schalters ist der Mikrofonverstärker erneut
zur Verstärkung auftretender Geräusche bereit.
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In bevorzugt Ausgestaltung der Erfindung sind das erste, sowie das
zweite Verzögerungsglied von einem RC-Glied und einem Schaltkontakt gebildet. Bevorzugt
sind beide Schaltkontakte von einem einzigen Bedienteil zu schalten.
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Weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ergeben sich aus
der folgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels. In der Zeichnung zeigen:
Fig. 1 einen Schaltplan eines elektroakustischen Schaltgeräts und Fig. 2 ein Zeitdiagramm.
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Eingangs-Anschlüsse, 1, 2 und 3 des Schaltgeräts sind mit einem nicht
näher dargestellten Stecker verbunden.
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An Ausgangs-Anschlüsse- 4, 5 und 6 ist eine entsprechende Anschlußbuchse
angeschlossen. Zwischen den Anschlüssen 3 und 6 verläuft eine Schutzleiter, zwischen
den Anschlüssen 1 und 2 liegt bei Netzanschluß die Netzspannung. Die Anschlüsse
2 und 5 sind durchverbunden. Zwischen dem Anschluß 1 und 4 liegt ein Relaiskontakt
7 eines Relais 8, das eine Relaiswicklung 9 aufweist.
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An den 'nsshluß 1 ist ein VorwiHers+2nd R 1 angeschlossen, dem eine
Gleichrichter- und Sieb schaltung nachgeschaltet ist, welche mit einer Diode D 1,
einer Zenerdiode D 2, Kondensatoren C 1 und C 2, sowie Widerständen R 2 und R 3
arbeitet. Der Widerstand R 1 und der Kondensator C 2 bilden ein Siebglied für die
Speisespannung eines Mikrofonverstärkers 11, da dessen Speiseleitung 12 zwischen
dem Widerstand R 3 und dem Kondensator C 2 angeschlossen ist. Zwischen der Speiseleitung
12 und dem Anschluß 2 liegt ein weiteres Siebglied aus Widerständen R 4, R 5 und
einem Kondensator C 3. Der widerstand R 4 ist gleichzeitig Ladewiderstand für einen
Kondensator C 4 eines ersten Verzögerungsglieds 13. In Reihe zum Kondensator C 4
liegt ein Schaltkontakt 14. Zur Entladung ist eine Diode D 3 vorgesehen.
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Der Mikrofonverstärker 11 weist einen Transistor T 1 und einen Transistor
T 2 auf. Die Kollektoren der Transistoren T 1 und T 2 liegen über Widerstände R
6 und R 7 an der Speiseleitung 12. Als Basis-Vorwiderstände sind Widerstände R 8
und R 9 vorgesehen. Parallel zur Basis-Emitterstrecke des Transistors T 1 liegt
ein Mikrofon 15. Die Basis des Transistors T 2 ist mit dem Kollektor des Transistors
T 1 über einen Hochpaß aus einem Kondensator C 5 und einem Widerstand R 1o verbunden.
Parallel zur Kollektor-Emitterstrecke des Transistors T 1 ist ein Kondensator C
6 zur Störunterdrükkung vorgesehen.
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Parallel zur Kollektor-Emitterstrecke des Transistors T 2 liegt die
Reihenschaltung aus einem Kondensator C 7
und einem Potentiometer
R 11, an dessen Abgriff die Basis eines als Schwellwertschalter arbeitenden Transistors
T 3 liegt. Die Kondensatoren C 4 und C 5 sind so ausgelegt, daß tiefe Frequenzen
weniger verstärkt werden als hohe. Am Potentiometer R 11 findet eine Spannungsteilung
der Ausgangsspannung des flikrofonverstärkers 11 bezogen auf den Abgriff statt.
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Es läßt sich damit die Empfindlichkeit des Schaltgeräts einstellen.
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In Reihe zur Kollektor-Emitterstrecke des Transistors T 3 liegen ein
Speicherkondensator C 8 und parallel zu diesem ein zweites Verzögerungsglied 16
mit einem Widerstand R 12, einem Kondensator C 9 und einem Schaltkontakt 17.
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Zwischen dem Widerstand R 12 und dem Kondensator C 9 ist ein Widerstand
R 13 angeschlossen, der an der Basis eines Transistors T 4 eines Schaltverstärkers
18 liegt. Parallel zur Basis-Emitterstrecke des Transistors T 4 liegt ein Kondensator
C 1o zur Störunterdrückung und ein Widerstand R 14.
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Der Kollektor des Transistors T 4 ist mit einem Spannungsteiler aus
Widerständen R 15 und R 16 verbunden, an dessen Abgriff die Basis eines Transistors
T 5 des Schaltverstärkers 18 liegt. Die Relaiswicklung 9 liegt in Reihe zur Kollektor-Emitterstrecke
des Transistors T 5. Der Schaltverstärker 18 insgesamt arbeitet zwischen dem Anschluß
5 und der Diode D 1. Zwischen den Kollektor des Transistors T 4 und den Kondensator
C 8 ist ein Entladezweig mit einer Diode D 4 und einem Widerstand R 17 geschaltet.
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Zwischen dem Kollektor des Transistors T 5 und der Basis
des
Transistors T 4 liegt ein, einen Rockkopplungszweig bildendes drittes Verzögerungsglied
19 mit einer Diode O 5, einem Vorwiderstand R 18, einem einstellbaren Widerstand
R 19, einem Kondensator C 11 und einem Entladezweig für den Kondensator C 11 aus
einem Widerstand R 20 und einer Diode D 6.
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Parallel zur Relaiswicklung 9 liegt ein Dämpfungskondensator C 12.
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Das Potentiometer R 11 und der einstellbare Widerstand je R 19 sind
mittels eines Drehknopfes vom Benutzer entsprechend dem jeweiligen Wünschen einzustellen.
Die Schaltkontakte 14 und 17 sind bei dem Ausführungsbeispiel der Erfindung mit
einem einzigen Bedienteil, beispielsweise einem Schiebeschalter, gekoppelt. Sie
sind gleichzeitig entweder geöffnet oder geschlossen.
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Die Funktionsweise des beschriebenen Schaltgeräts ist etwa folgende:
Es ist zunächst davon ausgegangen, daß die Schaltkontakte 14 und 17 geschlossen
sind. Zu einem Zeitpunkt to (Fig. 2) wird der Stecker des Schaltgeräts an das Netz
angeschlossen und ein Signalgeber,beispielsweise eine Sirene, an das Schaltgerät
angeschlossen. Bis zum Zeitpunkt t 1 auftretende Geräusche werden vom Mikrofonverstärker
11 noch nicht verstärkt, da der Kondensator C 4 sich erst langsam über die Widerstände
R 3 und R 4 auflädt. Der Besitzer kann zwischen den Zeitpunkten t o und t 1 den
Raum verlassen, ohne daß dabei auftretende Geräusche zur Alarmauslösung führen.
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Nach dem Zeitpunkt t 1 steht an der Speiseleitung 12
die
Speisespannung für den flikrofonverstärker 11 an.
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Tritt nun zum Zeitpunkt t 2 (Fig. 2) ein Geräusch auf, dann wird dieses
verstärkt, wobei BrummFrequenzen durch die Kondensatoren T 5 und T 7 gedämpft sind.
Entsprechend der Einstellung des Potentiometers R 11 wird der Transistor T 3 bei
höheren oder schon bei niedrigeren Geräuschpegeln durchschalten. Das Durchschalten
des Transistors T 3 hat einerseits eine entsprechende Aufladung des Kondensators
C 8 und andererseits über den Widerstand R 12 eine langsame Ladung des Kondensators
C 9 zur Folge. Der Schaltverstärker 18 schaltet erst, wenn der Kondensator C 9 geladen
ist. Dies ist zu einem Zeitpunkt t 3 der Fall. Der Transistor T 4 und damit der
Transistor T 5 werden leitend. Über die Diode D 5, die Widerstände R 18, R 19 und
dem Kondensator C 11 werden die Transistoren T 4 und T 5 auf Grund des Rückkopplungseffektes
praktisch schalgartig durchgeschaltet. Durch die Relaiswicklung 9 fließt ein Strom,
der zum Schließen des Relaiskontakt 7 führt, so daß der Signalgeber eingeschaltet
ist.
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Sobald der Transistor T 4 durchgesteuert ist, entlädt sich der Kondensator
C 8 über den Widerstand R 17 und die Diode D 4. Der Widerstand R 1 ist so bemessen,
daß der durch die Relaiswicklung 9 fließende Strom an ihm einen so hohen Spannungsabfall
hervorruft, daß die Speisespannung des Mikrofonverstärkers so klein wird, daß dieser
weitere, vom Mikrofon empfangene Geräusche nicht verstärken kann. Dadurch kann ein
Schaltknacken des Relais 8 bei dessen Abschalten nicht zu einem erneuten Einschalten
des Signalgebers führen.
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Der Relaiskontakt 7 bleibt solange geschlossen bis der Kondensator
C 11 auf einen Wert aufgeladen ist, bei
dem der Transistor T 4
in den Sperrzustand übergeht.
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Es sperrt dann auch der Transistor T 5, so daß sich dEr Schaltkontakt
7 wieder öffnet und die Signalgabe beendet ist (vgl. t 4 in Fig. 2). Die Dauer der
SignalgabE zwischen den Zeitpunkten t 3 und t 4 ist durch den Widerstand R 19 einstellbar.
Sie liegt hier beispielsweise im Bereich zwischen 1 s und 3 min.
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Nach dem Zeitpunkt t 4 entlädt sich der Kondensator 6 11 über den
Widerstand R 20 und die Diode D 6. Zum Zeitpunkt t 5 ist das Schaltgerät zu Einem
erneuten Ansprechen bereit. Am flikrofonverstärker 11 liegt wieder die Speisespannung.
Der Kondensator C 9 ist wenigstens teilweise über die WidErstände R 13 und R 14
entladen. Durch die Dimensionierung des Widerstands R 12 und des Kondensators C
9 läßt sich die Verzögerungszeit zwischen den Zeitpunkten t 2 und t 3 bestimmen.
Diese Verzögerungszeit erschwert es, einen Zusammenhang mit einem Geräusch und dem
Einschalten eines Signalgebers, beispielsweise einer Sirene oder Lichtquelle zu
erkennen.
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Außerdem ist durch diese Verzögerungszeit erreicht, daß der Benutzer
das Schaltgerät durch Ziehen des Netzsteckers abschalten kann, ohne daß dabei durch
ihn verursachte Geräusche zu einer Alarmgabe führen.
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Nach Ziehen des Netzsteckers kann sich der Kondensator C 4 über die
Diode D 3 uM den Widerstand R 2 entladen, so daß sich bei erneuten Einstecken des
Netz steckers wieder die Verzögerungszeit zwischen den Zeitpunkten t o und t 1 einstellt.
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In einem anderen Betriebsfall sind die beiden Schaltkontakte 14 und
17 geöffnet. Es sind damit die Verzögerungsglieder
13 und 16 außer
Getrieb Entsprechend der instEllung der Empfindlichkeit am otentiometer R 11 schaltet
der Transistor T 3 bei einem entsprechenden Geräusch sofort durch. Über die Uiderstnde
R 12 und R 13 wird der Transistor T 4 und damit ECh der Transistcr T 5 leitend geschaltet.
Der Kondensator C 8 hält die Schaltspannung'bis er nach dem Durchschalten der Transistoren
T 4 und T 5 über den Widerstand R 17 un die Diode d 4 wieder entladen wird. Er kann
nicht nach dem rblEuf der Einschaltdauer des angeschlossenen Signalgeber zu einer
erneuten Signalgabe führen. Hinsichtlich des Verzögerungsgliedes 19 gilt ds Ob engesaugte
in diesem Betriebsfall fallen in Fig. 2 die Zeitpunkte t 2 und t 3 zusammen. Die
Verzögerungszeit zwischen den Zeitpunkten to und t 1 entfällt.
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Das beschriebene Schaltgerät läßt sich durch umschalten der Verzögerungsglieder
an die bei verschiedenen Sisnalgebern erwünschten unterschiedlichen Zeitabläufe
des Signalgebers anpassen.
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Im Rahmen der Erfindung liegen weitere Ausführungsbeispiele, so ist
es beispielsweise möglich, für die Schaltkontakte 14 und 17 jeweils eigene Bedienteile
vorzusehen. Die Verzögerungszeiten der Verzögerungsglieder 13 und 16 lassen sich
auch durch einstellbare Widerstände variabel gestalten.
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