DE3627960C1 - Monitoring device for loudspeaker installations - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Überwachungseinrichtung zur Lokalisierung eines Lautsprecherausfalls für eine Anlage mit mehreren Lautsprechern, denen jeweils ein Fehler­ detektor und eine Prüfschaltung zugeordnet sind, wobei die Einrichtung eine den Ausfall eines Lautsprechers meldende Zentraleinheit besitzt, die jeweils ein unterschiedlich codiertes, eine Adresse beinhaltendes digitales serielles Prüfsignal allen Prüfschaltungen zuführt, welche jeweils einen Vergleicher zum Vergleich der Adresse des Prüf­ signals mit einer in der einzelnen Prüfschaltung jeweils unterschiedlich gespeicherten Adresse enthalten und bei Übereinstimmung mit der gespeicherten Adresse ein der Zentraleinheit zuführbares digitales serielles Antwort­ signal erzeugen.

Bei Lautsprecheranlagen, die zu Warn- oder Alarmierungs­ durchsagen verwendet werden, muß die Funktionstüchtigkeit der Lautsprecheranlage ständig überwacht werden, um den Betrieb jederzeit sicherzustellen. Hierzu dienen Über­ wachungseinrichtungen, die Fehler bzw. Ausfälle bestimmter Lautsprecher feststellen und melden.

Eine Überwachungseinrichtung zur Ermittlung des Zustandes von Alarmgebern in z.B. Objektschutz-Alarmanlagen oder Gefahrenmeldeanlagen ist aus der DE-OS 29 46 169 bekannt. Hierbei erzeugt eine Zentraleinheit digitale serielle Prüfsignale, die eine Adresse und einen Befehl enthalten. Diese Prüfsignale werden Alarmgebern zugeführt, wo dann jeweils in einem Vergleicher überprüft wird, ob die Adresse des Prüfsignals mit der gespeicherten Adresse des Alarmgebers übereinstimmt. In dem angesprochenen Alarm­ geber wird ein digitales serielles Antwortsignal gebildet, welches die Adresse dieses Alarmgebers und eine Zustands­ auskunft entsprechend dem Befehl über den Alarmgeber enthalten. Nach der Erzeugung wird das Antwortsignal der Zentraleinheit zugeführt, in der das Antwortsignal ausge­ wertet wird und die den Zustand des betreffenden Alarm­ gebers anzeigt. Hierbei wird sowohl beim Auftreten eines Fehlers als auch bei Fehlerfreiheit ein Antwortsignal erzeugt, was die Einrichtung verkompliziert.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Über­ wachungseinrichtung zur Lokalisierung eines Lautsprecher­ ausfalls für eine Anlage mit mehreren Lautsprechern zu schaffen, die einfach aufgebaut ist und doch zuverlässig arbeitet.

Diese Aufgabe wird bei einer Überwachungseinrichtung der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß jeder Fehler­ detektor einen Pilotsignaldetektor zum Erkennen einer Unterbrechung oder eines Kurzschlusses der mit einem Pilotsignal beaufschlagten Lautsprecher-Übertragungs­ strecke sowie einen Funktionsdetektor zur Prüfung der Funktionsfähigkeit der Lautsprecherspule enthält und nur dann ein der Prüfschaltung zuzuführendes Freigabesignal zur Abgabe eines Antwortsignals erzeugt, wenn der Pilot­ signaldetektor und der Funktionsdetektor keinen Fehler feststellen.

Bei der erfindungsgemäßen Überwachungseinrichtung ist jedem Lautsprecher ein Funktionsdetektor zugeordnet, der einen Pilotsignaldetektor und einen Funktionsdetektor enthält. Der Pilotsignaldetektor stellt fest, ob das beispielsweise von der Zentraleinheit auf die Über­ tragungsstrecke für das Nutzsignal des Lautsprechers gegebene Pilotsignal vorhanden ist. Wird dieses Pilot­ signal nicht vom Pilotsignaldetektor gemessen, so liegt entweder eine Unterbrechung auf der Übertragungsstrecke oder ein Kurzschluß vor. Der Funktionsdetektor überprüft, ob die Lautsprecherspule defekt ist, d.h. ob diese unter­ brochen ist. Wenn kein Fehler von dem Fehlerdetektor gemeldet wird, gibt dieser ein Freigabesignal ab.

Jedem Lautsprecher ist außerdem eine Prüfschaltung zuge­ ordnet. In jeder Prüfschaltung ist eine unterschiedliche Adresse gespeichert, durch die die Prüfschaltungen jeweils gekennzeichnet sind. Die Zentraleinheit führt jeder Prüfschaltung ein Prüfsignal zu, das eine Adresse enthält, die mit der gespeicherten Adresse einer Prüfschaltung übereinstimmt. In jeder Prüfschaltung wird also die Adresse des Prüfsignals mit der gespeicherten Adresse verglichen. Stellt der Vergleicher die Übereinstimmung fest, wird in der betreffenden Prüfschaltung ein Antwort­ signal nur dann erzeugt, wenn das Freigabesignal vom Fehlerdetektor vorliegt. Stellt die Zentraleinheit fest, daß nach Erzeugung des Prüfsignals kein Antwortsignal von einer Prüfschaltung geliefert wird, kann diese beispiels­ weise zur Erhöhung der Sicherheit dasselbe Prüfsignal noch einmal abgeben. Ist ein Antwortsignal geliefert worden, hat das folgende von der Zentraleinheit gebildete Prüf­ signal eine andere Adresse.

Bei der erfindungsgemäßen Überwachungseinrichtung wird im Gegensatz zur bekannten Überwachungseinrichtung aus der DE-OS 29 46 169 nur bei Fehlerfreiheit ein Antwortsignal erzeugt. Die Zentraleinheit und die Prüfschaltung sind daher sehr viel einfacher aufgebaut. Das Prüfsignal und das Antwortsignal, können, da sie hintereinander erzeugt werden, dabei auf eine Leitung gegeben werden. Außerdem wird durch die sehr viel einfachere Form der Fehlermeldung die Zuverlässigkeit der Einrichtung erhöht.

In einer Weiterbildung der Überwachungseinrichtung nach der Erfindung ist vorgesehen, daß die Prüfschaltung einen Seriell-Parallel-Umsetzer aufweist, der die in dem Prüf­ signal als serielles Digitalwort vorliegende Adresse in ein dem Vergleicher zuzuführendes paralleles Digitalwort umsetzt. Hierdurch wird auf einfache Weise der Vergleich der Adresse des Prüfsignals mit der gespeicherten Adresse ermöglicht.

Um den Aufwand der Überwachungseinrichtung gering zu halten, ist in einer anderen Weiterbildung vorgesehen, daß das von der Prüfschaltung erzeugte Antwortsignal die Adresse dieser Prüfschaltung beinhaltet. Die Erzeugung des Antwortsignals kann dabei so erfolgen, daß die Prüfschal­ tung ferner einen Parallel-Seriell-Umsetzer aufweist, der die in einem Speicher als paralleles Digitalwort vor­ liegende gespeicherte Adresse in ein serielles Digitalwort umsetzt, das die im Antwortsignal enthaltene Adresse bildet.

Nach einer weiteren Fortbildung der Erfindung wird der Pilotsignaldetektor so ausgeführt, daß er einen Gleich­ richter zur Gleichrichtung der am Lautsprecher anliegenden Spannung, ein mit dem Ausgang des Gleichrichters ver­ bundenes Filter für das Pilotsignal und einen Komparator enthält, der bei Ausbleiben des Pilotsignals ein Fehler­ signal abgibt. Vorzugsweise enthält der Funktionsdetektor einen Komparator, der ein Fehlersignal abgibt, wenn die Spannung an der Lautsprecherspule ansteigt.

Die Erzeugung des Freigabesignals kann nur dann erfolgen, wenn der Funktionsdetektor und der Pilotsignaldetektor kein Fehlersignal liefern. Der Fehlerdetektor weist daher eine Verknüpfungsschaltung auf, die mit den Ausgängen des Funktionsdetektors und des Pilotsignaldetektors verbunden ist und die ein Freigabesignal abgibt, wenn der Funktionsdetektor und der Pilotsignaldetektor kein Fehler­ signal liefern.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 eine Lautsprecheranlage mit einer Überwachungs­ einrichtung und

Fig. 2 einen Teil der in Fig. 1 dargestellten Über­ wachungseinrichtung zur Lokalisierung eines Lautsprecher­ ausfalls.

In Fig. 1 ist schematisch eine Lautsprecheranlage und eine Überwachungseinrichtung zur Überwachung der einzelnen Lautsprecher dieser Anlage dargestellt. Eine Zentral­ einheit 1 gibt ein Nutzsignal auf eine Lautsprecher- Übertragungsstrecke 2, über die das Nutzsignal jedem Lautsprecher 3 der Lautsprecheranlage zugeführt wird. Zwischen jeder Lautsprecher-Übertragungsstrecke 2 und einem Lautsprecher 3 ist ein Übertrager 4 angeordnet, der das Nutzsignal auf einen erforderlichen Wert für den Lautsprecher transformiert. Zwischen einem Anschluß des Lautsprechers 3 und einem Anschluß der Sekundärseite des Übertragers 4 ist ein Entkoppelkondensator 7 geschaltet. Jedem Lautsprecher 3 ist ein Überwachungsmodul 5 zuge­ ordnet, welches überprüft, ob eine Unterbrechung der jeweiligen Lautsprecher-Übertragungsstrecke 2, ein Kurz­ schluß oder eine Funktionsunfähigkeit der Lautsprecher­ spule vorliegt. Jedes Überwachungsmodul 5 weist eine Verbindung 6 mit der Zentraleinheit 1 auf. Die Zentral­ einheit 1 fragt jedes einzelne Überwachungsmodul 5 hinter­ einander ab, ob ein Fehler vorliegt und meldet einen solchen Fehler. Dabei wird angegeben, bei welchem Lautsprecher ein Fehler aufgetreten ist.

Ein solches Überwachungsmodul 5 ist in Fig. 2 darge­ stellt. Das Überwachungsmodul 5 enthält einen Fehler­ detektor 10 und eine Prüfschaltung 11. Ein Eingang 12 des Fehlerdetektors 10 ist zwischen einem Anschluß der Laut­ sprecherspule und einem Anschluß des Entkoppelkondensa­ tors 7 angeschlossen. Der Eingang 12 ist auch der Eingang eines im Fehlerdetektor 10 enthaltenen Pilotsignal­ detektors 13 und eines Funktionsdetektors 14. Der Pilot­ signaldetektor 13 dient dazu, eine Unterbrechung auf der Lautsprecher-Übertragungsstrecke 2 oder einen Kurzschluß festzustellen. Die Zentraleinheit 1 überlagert dem Nutz­ signal ein hochfrequentes Pilotsignal von beispielsweise 20 kHz, das der Pilotsignaldetektor 13 detektiert. Stellt der Pilotsignaldetektor 13 nämlich fest, daß kein Pilot­ signal vorhanden ist, muß entweder eine Unterbrechung oder ein Kurzschluß vorliegen.

Der Pilotsignaldetektor 13 weist an seinem Eingang einen Kondensator 16 auf, der den Gleichspannungsanteil abblockt. In einem nachgeschalteten Gleichrichter 17 wird das dem Lautsprecher 3 zugeführte Signal gleichgerichtet. Das gleichgerichtete Ausgangssignal des Gleichrichters 17 wird in einem Verstärker 18 verstärkt und das verstärkte Signal einem Filter 19 zugeführt. Die Grenzfrequenz des Filters ist so ausgelegt, daß die niederfrequenten Anteile des Nutzsignales ausgefiltert werden und nur das gleichgerichtete Pilotsignal einem Komparator 20 zugeführt wird. Der Komparator 20 vergleicht die Ausgangsspannung des Filters 19 mit einer Referenzspannung. Ist ein Kurz­ schluß oder eine Unterbrechung vorhanden, so weist die Ausgangsspannung des Filters 19 einen sehr geringen Spannungswert auf, da das Pilotsignal nicht detektiert werden konnte. Dann erzeugt der Komparator 20 ein Fehler­ signal. Beispielsweise kann das Ausgangssignal des Komparators 20 bei einem Fehler ein höheres Potential aufweisen als bei Fehlerfreiheit.

Der Funktionsdetektor 14 stellt fest, ob die Lautsprecher­ spule unterbrochen ist. Dazu wird die Spannung an der Lautsprecherspule mit einer Referenzspannung mit Hilfe eines Komparators 21 verglichen, der dann ein Fehlersignal abgibt, wenn die Spannung größer ist als bei Fehler­ freiheit, d.h. wenn die Lautsprecherspule keinen Defekt aufweist. Ein solcher Komparator 21 kann beispielsweise durch ein Schmitt-Trigger-NAND-Gatter realisiert werden. Das Fehlersignal des Funktionsdetektors kann ebenfalls einen höheren Zustand aufweisen als bei Fehlerfreiheit.

Der Fehlerdetektor 10 weist noch eine Verknüpfungsschal­ tung 22 auf, welche die Ausgangssignale des Pilotsignal­ detektors 13 und des Funktionsdetektors 14 verknüpft. Nur wenn kein Fehlersignal von den beiden Detektoren 13 und 14 geliefert wird, gibt die Verknüpfungsschaltung ein Freigabesignal ab. Eine solche Verknüpfungsschaltung 22 kann ebenfalls durch ein Schmitt-Trigger-NAND-Gatter realisiert werden.

Die Zentraleinheit 1 prüft hintereinander die Funktions­ tüchtigkeit der verschiedenen Lautsprecher 3. Dazu sendet die Zentraleinheit 1 ein Prüfsignal aus, welches auf die Leitung 6 gegeben wird und jeder Prüfschaltung 11 zugeführt wird. Ein solches Prüfsignal ist beispielsweise ein digitales serielles Signal, das ein Start- und Stopbit und eine Adresse von 8 bit enthält. In jeder Prüfschal­ tung 11 wird in einer Umsetzerschaltung 25, nachdem ein Prüfsignal zugeführt worden ist und das Startbit erkannt worden ist, die serielle Adresse in einem in der Umsetzer­ schaltung 25 enthaltenen Seriell-Parallel-Umsetzer in eine parallele Adresse umgesetzt. Die Umsetzerschaltung 25 erhält ein Taktsignal von einem Taktsignalgenerator 26. Das Start-, Stop- und ein Adressbit können beispielsweise 16 Takte lang dauern. In jeder Prüfschaltung 11 eines Überwachungsmoduls 5 wird die als paralleles Digitalwort vorliegende Adresse des Prüfsignals in einem Vergleicher 27 mit einer gespeicherten Adresse ver­ glichen. Diese gespeicherte Adresse ist in einem Speicher 28 abgelegt. In jeder Prüfschaltung 11 ist jeweils eine andere Adresse abgespeichert. Der Vergleicher 27 erzeugt nur dann ein Vergleichssignal, wenn die zugeführte Adresse mit der gespeicherten Adresse übereinstimmt. Ist ein Vergleichssignal vom Vergleicher 27 und ein Freigabesignal vom Fehlerdetektor 10 erzeugt worden, wird in der Umsetzerschaltung 25 ein digitales serielles Antwortsignal gebildet. Dazu wird einem in der Umsetzerschaltung enthaltenen Parallel-Seriell-Umsetzer die gespeicherte Adresse vom Speicher 28 geliefert, das eine serielle Adresse erzeugt. Diesem digitalen seriellen Adreßsignal wird ein Start- und Stopbit hinzugefügt, so daß das Antwortsignal auf die Leitung 6 gegeben werden kann.

In der Zentraleinheit 1 wird, nachdem sie ein Antwort­ signal empfangen hat, ein Prüfsignal mit einer neuen Adresse erzeugt.

Liegt nun ein Fehler vor, d.h. der Fehlerdetektor 10 gibt kein Freigabesignal ab, erzeugt die Prüfschaltung 11 nach Empfangen eines Prüfsignals kein Antwortsignal. Die Zentraleinheit 1 erzeugt dann noch einmal ein Prüfsignal mit derselben Adresse, damit eine zufällig auftretende Störung nicht zu einer Fehlmeldung führt. Diese Prüf­ signalwiederholung kann auch mehrere Male erfolgen. Tritt nun nach wiederholtem Aussenden desselben Prüfsignals kein Antwortsignal auf, so meldet die Zentraleinheit einen Fehler des betreffenden Lautsprechers.

Claims (7)

1. Überwachungseinrichtung zur Lokalisierung eines Lautsprecherausfalls für eine Anlage mit mehreren Laut­ sprechern (3), denen jeweils ein Fehlerdetektor (10) und eine Prüfschaltung (11) zugeordnet sind, wobei die Einrichtung eine den Ausfall eines Lautsprechers (3) meldende Zentraleinheit (1) besitzt, die jeweils ein unterschiedlich codiertes, eine Adresse beinhaltendes digitales serielles Prüfsignal allen Prüfschaltungen (11) zuführt, welche jeweils einen Vergleicher (27) zum Vergleich der Adresse des Prüfsignals mit einer in der einzelnen Prüfschaltung jeweils unterschiedlich gespeicherten Adresse enthalten und bei Übereinstimmung mit der gespeicherten Adresse ein der Zentraleinheit zuführbares digitales serielles Antwortsignal erzeugen, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Fehlerdetektor (10) einen Pilotsignaldetektor (13) zum Erkennen einer Unter­ brechung oder eines Kurzschlusses der mit einem Pilot­ signal beaufschlagten Lautsprecher-Übertragungsstrecke (2) sowie einen Funktionsdetektor (14) zur Prüfung der Funktionsfähigkeit der Lautsprecherspule enthält und nur dann ein der Prüfschaltung (11) zuzuführendes Freigabe­ signal zur Abgabe eines Antwortsignals erzeugt, wenn der Pilotsignaldetektor und der Funktionsdetektor keinen Fehler feststellen.

2. Überwachungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Prüfschaltung (11) einen Seriell-Parallel-Umsetzer aufweist, der die in dem Prüf­ signal als serielles Digitalwort vorliegende Adresse in ein dem Vergleicher (27) zuzuführendes paralleles Digital­ wort umsetzt.

3. Überwachungseinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das von der Prüfschaltung (11) erzeugte Antwortsignal die Adresse dieser Prüfschal­ tung (11) beinhaltet.

4. Überwachungseinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Prüfschaltung (11) ferner einen Parallel-Seriell-Umsetzer aufweist, der die in einem Speicher (28) als paralleles Digitalwort vorliegende gespeicherte Adresse in ein serielles Digitalwort umsetzt, das die im Antwortsignal enthaltene Adresse bildet.

5. Überwachungseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Pilotsignaldetektor (13) einen Gleichrichter (17) zur Gleichrichtung der am Laut­ sprecher (3) anliegenden Spannung, ein mit dem Ausgang des Gleichrichters (17) verbundenes Filter (19) für das Pilot­ signal und einen Komparator (20) enthält, der bei Aus­ bleiben des Pilotsignals ein Fehlersignal abgibt.

6. Überwachungseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Funktionsdetektor (14) einem Komparator (21) enthält, der ein Fehlersignal abgibt, wenn die Spannung an der Lautsprecherspule ansteigt.

7. Überwachungseinrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Fehlerdetektor (10) eine Verknüpfungsschaltung (22) aufweist, die mit den Ausgängen des Funktionsdetektors (14) und des Pilotsignal­ detektors (13) verbunden ist und die ein Freigabesignal abgibt, wenn der Funktionsdetektor (14) und der Pilot­ signaldetektor (13) kein Fehlersignal liefern.