DE3127345A1 - Circuit arrangement for ultrasonic intruder alarm systems which operate according to the ultrasonic Doppler method - Google Patents
Circuit arrangement for ultrasonic intruder alarm systems which operate according to the ultrasonic Doppler methodInfo
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Abstract
Description
Schaltungsanordnung für Ultraschall-Einbruchssicherungsein-Circuit arrangement for ultrasonic burglar alarm
richtungen Die vorliegende Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung für Ultraschall-Einbruchssicherungseinrichtungenl die nach dem Ultraschall-Dopplerverfahren arbeiten.directions The present invention relates to a circuit arrangement for ultrasonic burglar alarm systems based on the ultrasonic Doppler method work.
Volumetrische Raumüberwachungs- bzw. Einbruchssicherungseinrichtungen, die nach dem Ultraschall-Dopplerverfahren betrieben werden, können in ihrer Nachweisempfindlichkeit und/oder Reichweite erheblich beeinträchtigt werden, wenn sich Gegenstände in ihrem Strahlengang befinden, die einen wesentlichen Teil des Sendeschalls zum Empfänger reflektieren. Der Grund dafür ist in der Tatsache zu sehen, daß Raumtiberwachungsgeräte, bei denen die Dopplerfrequenz aus der Amplitudendemodulation der Empfangsfrequenz (AM-Geräte) gewonnen wird, die Dynamik zu gering ist. Große Signale können in derartigen Geräten zu einer Übersteuerung führen, wogegen bei zu kleinen Signalen der Demodulationswirkungsgrad sinkt. In Geräten, bei denen die Dopplerfrequenz aus der Frequenzmodulation der Empfangsfrequenz (FM-Geräte) gewonnen wird, wird der Phasenhub zwangsläufig durch das zusätzlich auftretende nicht dopplerverschobene Signal verkleinert.Volumetric room surveillance and burglar alarm systems, which are operated according to the ultrasonic Doppler method, can in their detection sensitivity and / or reach are significantly impaired if there are objects in their Beam path are located, which are a significant part of the transmission sound to the receiver reflect. The reason for this is to be seen in the fact that room monitoring devices, where the Doppler frequency is derived from the amplitude demodulation of the receiving frequency (AM devices) is obtained, the dynamics are too low. Big signals can be in such Devices lead to an overload, whereas the demodulation efficiency if the signals are too small sinks. In devices in which the Doppler frequency is derived from the frequency modulation of the Receiving frequency (FM devices) is obtained, the phase deviation is inevitably due the additionally occurring, non-Doppler-shifted signal is reduced.
Ein weiteres ProbTem ergibt sich aus den einander widersprechenden Forderungen bei der Aufstellung von Einbruchssicherungseinrichtungen: Zum einen wird eine von örtlichen Gegebenheiten unabhängige Empfindlichkeit der Einrichtunge gewünscht, zum anderen wird häufig eine automatische Anpas- sung der Reichweite und der Empfindlichkeit eines Raumüberwachungsgerätes an die gegebene Raumgröße gefordert. Eine reduzierte, jedoch ausreichende Reichweite verringert die Fehlalarmquote. AM-Geräte weisen ein konstante Empfindlichkeit auf. Bei FM-Geräten wird die Empfindlichkeit bei kleinen Räumen infolge des zunehmenden Reflexionsschalls zwar automatisch, jedoch übermäßig reduziert.Another problem arises from the contradicting ones Requirements for the installation of burglar alarm systems: On the one hand becomes a sensitivity of the facility independent of local conditions on the other hand, an automatic adjustment is often sung the range and sensitivity of a room surveillance device to the given Room size required. A reduced but sufficient range is reduced the false alarm rate. AM devices have a constant sensitivity. For FM devices becomes the sensitivity in small rooms due to the increasing reflection sound automatic, but excessively reduced.
Das genannte Problem wurde bisher durch besondere Aufstellanweisungen seitens des Geräteherstellers umgangen.The problem mentioned was previously due to special installation instructions bypassed by the device manufacturer.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schaltungsanordnung für Ultraschall-Einbruchssicherungseinrichtungen zu schaffen, mittels derer es möglich ist, die Empfindlichkeit sowohl von AM- als auch von FM-Systemen für Raumüberwachungszwecke einerseits weitgehend unabhängig von zufälligen Reflexionsbedingungen zu machen und andererseits unter einer definierbaren Einschränkung dieser Forderung sowohl bei AM- als auch bei FM-Systemen eine automatische Anpassung der Empfindlichkeit an die Raumgröße zu erreichen.The present invention is based on the object of a circuit arrangement for ultrasonic anti-intrusion devices, by means of which it is possible is the sensitivity of both AM and FM systems for room surveillance purposes on the one hand to make it largely independent of coincidental reflection conditions and on the other hand under a definable restriction of this requirement both an automatic adjustment of the sensitivity for both AM and FM systems to achieve the size of the room.
Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe wird durch eine Schaltungsanordnung für Ultraschall-Einbruchsicherungseinrichtungen nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 gelöst, die durch die in dem kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 angebenen Merkmale charakterisiert ist.The object on which the invention is based is achieved by a circuit arrangement for ultrasonic anti-intrusion devices according to the preamble of the claim 1 solved by the specified in the characterizing part of claim 1 Features is characterized.
Die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung löst auf vorteilhafte Weise die oben angebenen Probleme. Sie ist insbesondere vorteilhaft in solchen Einbruchssicherungseinrichtungen einzusetzen, in denen ein Kombination aus einem AM- und einem FM-System benutzt wird.The circuit arrangement according to the invention solves in an advantageous manner the problems noted above. It is particularly advantageous in such burglar alarm systems in which a combination of an AM and an FM system is used will.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind durch die in den Unteransprüchen angegebenen Merkmale gekennzeichnet.Advantageous further developments of the invention are indicated in the subclaims indicated features.
Im folgenden wird die vorliegende Erfindung anhand mehre- rer, Ausführungsbeispiele für die Erfindung betreffender Figuren im einzelnen beschrieben.In the following, the present invention is based on several rer, Exemplary embodiments of the figures relating to the invention are described in detail.
Fig. 1 zeigt ein Blockschaltbild eines Ausführungsbeispiels für die vorliegende Erfindung, nämlich eine Schaltungsanordnung für ein AM-System.Fig. 1 shows a block diagram of an embodiment for the present invention, namely a circuit arrangement for an AM system.
Fig. 2 zeigt ein Blockschaltbild eines weiteren Ausführungsbeispiels für die vorliegende Erfindung, nämlich eine Schaltungsanordnung für ein FM-System.Fig. 2 shows a block diagram of a further embodiment for the present invention, namely a circuit arrangement for an FM system.
Fig. 3 zeigt ein Blockschaltbild eines anderen Ausführungsbei spiels, nämlich eine Schaltungsanordnung für ein AM-FM-Zweifachsystem.Fig. 3 shows a block diagram of another game Ausführungsbei, namely a circuit arrangement for an AM-FM dual system.
Wie bereits erläutert, zeigt Fig. 1 ein Blockschaltbild eines Ausführungsbeispiels für die vorliegende Erfindung, nämlich eine Schaltungansordnung für ein AM-System. Dieses System besteht im wesentlichen aus einer Ultraschall-Einbruchssicherungseinrichtung 1, die einen sendenden Teil 11 und einen empfangenden Teil 12 umfaßt. Der sendende Teil 11 enthält im wesentlichen einen Oszillator 111, an den ein Sendeweandler 112 angeschlossen ist. Dieser Sendewandler 112 sendet ein Sendesignal s in Form von Ultraschallwellen in den zu überwachenden Raum. In dem empfangenden Teil 12 nimmt ein Empfangswandler 121 das eintreffende Empfangssignal e auf. Der Empfangswandler ist mit seinem Signalausgang an den Signaleingang eines ersten Regel verstärkers 122 der Verstärkung Vl=V(u) angeschlossen. Dieser erste Regelverstärker verstärkt demnach abhängig vom Eingangssignal e.As already explained, FIG. 1 shows a block diagram of an exemplary embodiment for the present invention, namely a circuit arrangement for an AM system. This system essentially consists of an ultrasonic burglar alarm system 1, which comprises a transmitting part 11 and a receiving part 12. The sending one Part 11 essentially contains an oscillator 111 to which a transmission converter 112 connected. This transmission transducer 112 transmits a transmission signal s in the form of Ultrasonic waves in the room to be monitored. In the receiving part 12 takes a receiving transducer 121 receives the incoming received signal e. The receiving transducer is with its signal output to the signal input of a first control amplifier 122 of the gain Vl = V (u) connected. This first control amplifier amplifies therefore depending on the input signal e.
Der Signal ausgang des ersten Regelverstärkers 122 ist zum einen mit einem Regelkreis-Gleichrichter 123 und zum anderen mit einem AM-Demodulator 126 verbunden. Der Regelkreis-Gleichrichter 123 ist mit seinem Gleichspannungsausgang an einen Zeitkonstantenschaltkreis 124 angeschlossen. Der Ausgang dieses Zeitkonstantenschaltkreises 124 ist mit dem Signaleingang eines Pufferverstärkers 125 verbunden, dessen Signalausgang zum einen an einen Regeleingang des ersten Regelverstärkers 122 und zum anderen an einen Regel eingang eines zweiten Regelverstärkers 128 geschaltet ist. Der Signaleingang dieses zweiten Regelverstärkers 128 ist mit dem Signalausgang eines Dopplerbandpasses 127 verbunden, dessen Signaleingang mit dem Signalausgang des bereits erwähnten AM-Demodulators 126 verbunden ist. Der zweite Regelverstärker weist eine Verstärkung von V =k auf, wobei k eine 2V Konstante ist, die die GrundverstäriuuAg bestimmt. Der Signalausgang dieses zweiten Regelverstärkers 128 ist an eine Klemme 129 geführt, über die ein AM-Dopplersignal an weitere, nicht zur Erfindung gehörende Einrichtungen abgegeben werden kann.The signal output of the first control amplifier 122 is on the one hand a closed-loop rectifier 123 and on the other hand with an AM demodulator 126 tied together. The closed-loop rectifier 123 is with its DC voltage output connected to a time constant circuit 124. The output of this time constant circuit 124 is connected to the signal input of a buffer amplifier 125, whose Signal output on the one hand to a control input of the first control amplifier 122 and on the other hand is connected to a control input of a second control amplifier 128. The signal input this second control amplifier 128 is connected to the signal output of a Doppler bandpass 127, whose signal input is connected to the signal output of the aforementioned AM demodulator 126 is connected. The second control amplifier has a gain from V = k, where k is a 2V constant that determines the basic amplification. The signal output of this second control amplifier 128 is led to a terminal 129, Via an AM Doppler signal to other devices not belonging to the invention can be delivered.
Wie bereits erwähnt, weist der erste Regel verstärker 122 eine signal abhängige Verstärkung auf. Der zweite Regelverstärker 128 weist dazu eine gegenläufige Verstärkung auf.As mentioned earlier, the first control amplifier 122 has a signal dependent gain. The second control amplifier 128 has an opposite direction Reinforcement on.
Der Wert K in der Gleichung für die Verstärkung des zweiten Regelverstärkers 128 ist in seiner Größe individuell an den betreffenden zu überwachenden Raum anzupassen. Zweckmäßigerweise liegt der Wert X in einem Bereich 0.5 <ar91 . Wenn der Wert oc =1 ist, ist eine völlige Unabhängigkeit von den Aufstellungsbedingungen gegeben. Wenn A=0 ist, hat der Regelverstärker 128 eine signalunabhängige konstante Verstärkung. Die Empfindlichkeit der Einrichtung nimmt bei kleinen Räumen stark ab. Das erfindungsgemäße Schaltungsprinzip, nämlich die Reihenanordnung der beiden genannten Regelverstärker 122, 128 mit dazwischenliegendem AM-Demodulator 126, könnte als eine Schaltunganordnung bezeichnet werden, die nach dem Prinzip einer Dynamikkompression-Demodulation-Dynamikexpansion arbeitet.The value K in the equation for the gain of the second control amplifier 128 is individually adapted in size to the room to be monitored. The value X is expediently in a range 0.5 <ar91. If the value oc = 1, there is complete independence from the installation conditions. When A = 0, the variable gain amplifier 128 has a signal independent constant gain. The sensitivity of the device decreases sharply in small rooms. The inventive Circuit principle, namely the series arrangement of the two control amplifiers mentioned 122, 128 with an intermediate AM demodulator 126, could be used as a circuit arrangement are referred to, which are based on the principle of dynamic compression-demodulation-dynamic expansion is working.
Eine günstige Auslegung der Regelzeitkonstante für die beiden Regel verstärker sieht vor, daß die Zeitkonstante des Zeitkonstantenschaltkreises 124 im Sekundenbereich liegt.A favorable interpretation of the control time constant for the two rules amplifier provides that the time constant of the time constant circuit 124 is in the seconds range.
Damit ist eine zufriedenstellende Unempfindlichkeit der Schaltungsanordnung in bezug auf Fehlalarmauslösungen gege- ben.This results in a satisfactory insensitivity of the circuit arrangement in relation to false alarms ben.
Fig. 2 zeigt, wie ebenfalls bereits erläutert, ein Blockschaltbild eines weiteren Ausführungsbeispiels für die vorliegende Erfindung, nämlich eine Schaltungansordnung für ein FM-System. Die Schaltungsanordnung in Form einer Ultraschall-Einbruchssicherungseinrichtung 1' enthält wiederum einen sendenden Teil 11' und einen empfangenden Teil 12'.As already explained, FIG. 2 shows a block diagram another embodiment of the present invention, namely a Circuit arrangement for an FM system. The circuit arrangement in the form of an ultrasonic anti-intrusion device 1 'in turn contains a transmitting part 11' and a receiving part 12 '.
Der sendende Teil 11' enthält ebenfalls einen Oszillator 111', dessen Signalausgang mit dem Signaleingang eines Sendewandlers 112' verbunden ist, der seinerseits ein Sendesi -gnal s in Form von Ultraschallwellen abgibt. In dem empfangenden Teil 12' ist wiederum ein Empfangswandler 121' vorgesehen, dem ein Empfangssignal e zugeführt wird. Der Signalausgang des Empfangswandlers 121' ist mit dem Signaleingang eines ersten Regelverstärkers 122' verbunden. Der Signalausgang des ersten Regelverstärkers 122' ist einerseits mit einem Regelkreis-Gl eichrichter 123' und andererseits mit einem Begrenzerverstärker 131 verbunden, dessen Signalausgang an einen ersten Signaleingang eines Mischers 130 angeschlossen ist. Ein zweiter Signaleingang des Mischers 130 ist direkt mit dem Signalausgang des Oszillators 111' verbunden. Der Signalausgang des Mischers 130 ist mit einem Signaleingang eines Dopplerbandpasses 127' verbunden, dessen Signalausgang mit dem Signaleingang eines zweiten Regelverstärkers 128' verbunden ist. Der Signalausgang des zweiten Regelverstärkers 128' ist an eine Klemme 129' angeschlossen, über die ein FM-Dopplersignal an weitere Schaltungseinrichtungen, die nicht zur Erfindung gehören, abzuführen ist. Die Regel eingänge der beiden Regel verstärker 122', 128' sind wie in dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 an den Signalausgang eines Pufferverstärkers 125' angeschlossen. Dem Signaleingang dieses Pufferverstärkers 125' wird wie in dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 das Ausgangssignal des ersten Regelverstärkers 122' über den Regelkreis-Gleichrichter 123' und einen Zeitkonstantenschaltkreis 124' zugeführt.The transmitting part 11 'also contains an oscillator 111', its Signal output is connected to the signal input of a transmission transducer 112 ', the in turn emits a transmission signal s in the form of ultrasonic waves. In the receiving Part 12 ', in turn, a receiving transducer 121' is provided to which a received signal e is fed. The signal output of the receiving transducer 121 'is connected to the signal input a first control amplifier 122 'connected. The signal output of the first control amplifier 122 'is on the one hand with a control loop rectifier 123' and on the other hand with a limiter amplifier 131 is connected, the signal output of which is connected to a first signal input a mixer 130 is connected. A second signal input of the mixer 130 is directly connected to the signal output of the oscillator 111 '. The signal output of mixer 130 is connected to a signal input of a Doppler bandpass 127 ', its signal output is connected to the signal input of a second control amplifier 128 ' is. The signal output of the second control amplifier 128 'is connected to a terminal 129' connected, via which an FM Doppler signal to other circuit devices, which do not belong to the invention is to be transferred. The rule inputs of the two rules Amplifiers 122 ', 128' are connected to the signal output as in the exemplary embodiment according to FIG. 1 a buffer amplifier 125 'is connected. The signal input of this buffer amplifier 125 ', as in the exemplary embodiment according to FIG. 1, is the output signal of the first Control amplifier 122 'via the closed-loop rectifier 123' and a time constant circuit 124 'supplied.
Für dieses in Fig. 2 gezeigte Ausführungsbeispiel gelten im übrigen die gleichen Verstärkungs- und Zeitkonstantenbedingungen, wie sie für das Ausführungsbeispiel gemäß Fig.For this embodiment shown in Fig. 2 also apply the same gain and time constant conditions as for the embodiment according to Fig.
1 bereits angegeben wurden.1 have already been specified.
Wie bereits erläutert, zeigt Fig. 3 ein Blockschaltbild eines anderen Ausführungsbeispiels einer Schaltungsanordnung für ein AM-FM-Zweifachsystem. Eine Ultraschall-Einbruchssicherungseinrichtung 1" enthält wiederum einen sendenden Teil 11" und einen empfangenden Teil 12". Der sendende Teil 11" enthält seinerseits einen Oszillator 111", dessen Signal ausgang mit dem Signaleingang eines Sendewandlers 112" verbunden ist. Dieser Sendewandler 112" gibt ein Sendesignal s in den zu überwachenden Raum ab. Das entsprechende Empfangssignal e trifft auf einen Empfangswandler 121", des sen Signalausgang mit dem Signaleingang eines ersten Regelverstärkers 122" verbunden ist. Der Signalausgang des ersten Regelverstärkers 122" ist zum einen mit einem Regelkreis-Gleichrichter 123" und zum anderen sowohl mit dem Signaleingang eines AM-Demodulators 126" als auch mit dem Signaleingang eines Begrenzerverstärkers 131" verbunden. Der Signalausgang des AM-Demodulators 126" ist mit dem Signaleingang eines Dopplerbandpasses 12?2 verbunden, dessen Signalausgang mit dem Signaleingang eines zweiten Regelverstärkers 1282 verbunden ist. Der Signalausgang dieses zweiten Regelverstärkers ist an eine Klemme 1292 angeschlossen, über die ein AM-Dopplersignal an eine nicht zur Erfindung gehörende weitere Schaltungseinrichtung abgeführt werden kann. Der Signalausgang des bereits erwähnten Begrenzerverstärkers 131" ist mit einem ersten Signaleingang eines Mischers 130" verbunden. An einen zweiten Signaleingang dieses Mischers 130" ist unmittelbar der Signalausgang des Oszillators 111" angeschlossen. Der Signalausgang des Mischers 130" ist mit einem weiteren Dopplerbandpaß 1271 verbunden, dessen Ausgangssignal an den Signaleingang eines weiteren zweiten Regelverstärkers 1281 geliefert wird. Der Signalausgang dieses weiteren zweiten Regelverstärkers 1281 ist an eine weitere Klemme 1291 angeschlossen, über die ein FM-Dopplersignal an eine weitere, nicht zur Erfindung gehörende Schaltungseinrichtung geführt werden kann. Die Regel -eingänge des ersten Regelverstärkers 122" und der beiden zweiten Regelverstärker 1281, 1282 sind mit dem Signalausgang des Pufferverstärkers 125" verbunden. Dem Signaleingang dieses Pufferverstärkers 125" wird das Ausgangssignal des Regelkreis-Gleichrichters 123" über einen Zeitkonstantenschaltkreis 124" zugführt.As already explained, Fig. 3 shows a block diagram of another Exemplary embodiment of a circuit arrangement for an AM-FM dual system. One Ultrasonic burglar alarm device 1 ″ in turn contains a transmitting part 11 "and a receiving part 12". The sending part 11 ″ in turn contains one Oscillator 111 ", whose signal output with the signal input of a transmitter transducer 112 "is connected. This transmission transducer 112" outputs a transmission signal s into the to be monitored Space off. The corresponding received signal e hits a receiving transducer 121 ″, whose signal output is connected to the signal input of a first control amplifier 122 " is. The signal output of the first control amplifier 122 ″ is on the one hand with a Control loop rectifier 123 "and on the other hand both with the signal input of a AM demodulator 126 "as well as with the signal input of a limiter amplifier 131" tied together. The signal output of the AM demodulator 126 "is connected to the signal input of a Doppler bandpass filter 12-2, whose signal output is connected to the signal input a second variable gain amplifier 1282 is connected. The signal output of this second Control amplifier is connected to a terminal 1292, via which an AM Doppler signal to a further circuit device not belonging to the invention can. The signal output of the already mentioned limiter amplifier 131 ″ is with a first signal input of a mixer 130 ″. To a second signal input this mixer 130 "is directly connected to the signal output of the oscillator 111". The signal output of the mixer 130 "is connected to a further Doppler bandpass filter 1271, its output signal to the signal input of a further second control amplifier 1281 is delivered. The signal output of this further second control amplifier 1281 is connected to another terminal 1291, via which a FM Doppler signal to a further circuit device not belonging to the invention can be performed. The control inputs of the first control amplifier 122 "and the two second control amplifiers 1281, 1282 are connected to the signal output of the buffer amplifier 125 ". The signal input of this buffer amplifier 125" becomes the output signal of the closed-loop rectifier 123 "via a time constant circuit 124".
Das zuletzt beschriebene Ausführungsbeispiel gemäß Fig.The last-described embodiment according to FIG.
3 stellt eine besonders vorteilhafte Schaltunganordnung dar, die sowohl ein AM-Dopplersignal als auch ein FM-Dopplersignal abgeben kann. Ein solches AM-FM-Zweifachsystem kann, da es zwei voneinander unabhängige Auslösekriterien für eine Alarmgabe liefert, vorteilhaft für hochsichere Raumüberwachungssysteme eingesetzt werden. Für die Verstärkungseigenschaften und die Zeitkonstante der Regelung gilt das bereits für die zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiele Gesagte.3 shows a particularly advantageous circuit arrangement that can have both can emit an AM Doppler signal as well as an FM Doppler signal. Such an AM-FM dual system since it provides two independent trigger criteria for an alarm, can be used advantageously for highly secure room surveillance systems. For the reinforcement properties and the time constant of the regulation, this already applies to the previously described ones Embodiments said.
6 Patentansprüche 3 Figuren6 claims 3 figures
Claims (6)
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| DE19813127345 DE3127345A1 (en) | 1981-07-10 | 1981-07-10 | Circuit arrangement for ultrasonic intruder alarm systems which operate according to the ultrasonic Doppler method |
Applications Claiming Priority (1)
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| DE19813127345 DE3127345A1 (en) | 1981-07-10 | 1981-07-10 | Circuit arrangement for ultrasonic intruder alarm systems which operate according to the ultrasonic Doppler method |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE3127345A1 true DE3127345A1 (en) | 1983-01-27 |
Family
ID=6136637
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE19813127345 Withdrawn DE3127345A1 (en) | 1981-07-10 | 1981-07-10 | Circuit arrangement for ultrasonic intruder alarm systems which operate according to the ultrasonic Doppler method |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| DE (1) | DE3127345A1 (en) |
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1981
- 1981-07-10 DE DE19813127345 patent/DE3127345A1/en not_active Withdrawn
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