DE4137026A1 - ALARM ARRANGEMENT - Google Patents
ALARM ARRANGEMENTInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft eine Alarmgeberanordnung mit einer eine Energieversorgungsschaltung und eine Signalauswerteschaltung umfassenden Primäreinheit, einer einen Alarmgeber und einen Oszillator umfassenden Sekundäreinheit und einem Bandfilter zum kontaktlosen, induktiven Übertragen sowohl elektrischer Versorgungsenergien von der Primäreinheit zur Sekundäreinheit als auch von Signalen von der Sekundäreinheit zur Primäreinheit, wobei die Sekundäreinheit einen Transistor zum periodischen Belasten des Bandfilters durch den Oszillator aufweist.The invention relates to an alarm device with a Power supply circuit and a signal evaluation circuit comprehensive primary unit, one an alarm device and one Oscillator comprising a secondary unit and a band filter for contactless, inductive transmission of both electrical Supply energies from the primary unit to the secondary unit as well as signals from the secondary unit to the Primary unit, the secondary unit being a transistor for periodic loading of the bandpass filter by the oscillator having.
Eine derartige Alarmgeberanordnung ist aus der DE 41 12 064 A1 derselben Anmelderin bekannt. In Fig. 1 ist eine derartige Schaltungsanordnung dargestellt. Ein Bandfilter 1 überträgt am Beispiel eines Glasbruchmelders 2 die elektrische Versorgungsenergie von einer Primäreinheit auf eine Sekundäreinheit mit einem Glasbruchmelder 2, sowie vom Glasbruchmelder 2 abgegebene Signale der Sekundäreinheit auf die Primäreinheit kontaktlos. Ein primärseitiger Bandfilterkreis 3 weist eine Induktivität in Form einer Spule 4 und einen Kondensator 5 auf, die miteinander parallel geschal tet sind. Der untere gemeinsame Verbindungspunkt von Spule 4 und Kondensator 5 liegt an einer positiven Anschlußklemme 6, während der obere gemeinsame Verbindungspunkt am Kollektor ei nes Transistors 7 anliegt, dessen Emitter über einen Emitterwiderstand 8 mit Masse verbunden ist, und dessen Basiselektrode mit einem Oszillator 9 der Primäreinheit in Verbindung steht. Der Kollektor des Transistors 7 ist weiterhin über einen Kondensator 10 und eine Diode 11 sowie über einen Widerstand 12 mit dem Eingang einer Diskriminatorschaltung 13 verbunden, an deren Ausgang 14 das Alarmsignal bereitgestellt wird. Der Verbindungspunkt zwischen der Diode 11 und dem Widerstand 12 ist mit einem Kondensator 15 verbunden, dessen anderer Anschluß an Masse liegt. Weiterhin ist der Verbindungspunkt zwischen dem Kondensator 10 und der Diode 11 mit der Kathode einer Diode 16 verbunden, deren Anode an Masse liegt.Such an alarm device arrangement is known from DE 41 12 064 A1 by the same applicant. Such a circuit arrangement is shown in FIG. 1. Using the example of a glass break detector 2, a band filter 1 transmits the electrical supply energy from a primary unit to a secondary unit with a glass break detector 2 , as well as signals from the secondary break unit emitted by the glass break detector 2 to the primary unit without contact. A primary-side band filter circuit 3 has an inductance in the form of a coil 4 and a capacitor 5 , which are switched in parallel with each other. The lower common connection point of coil 4 and capacitor 5 is connected to a positive connection terminal 6 , while the upper common connection point is applied to the collector of a transistor 7 , whose emitter is connected to ground via an emitter resistor 8 , and whose base electrode is connected to an oscillator 9 of the primary unit communicates. The collector of transistor 7 is also connected via a capacitor 10 and a diode 11 and via a resistor 12 to the input of a discriminator circuit 13 , at the output 14 of which the alarm signal is provided. The connection point between the diode 11 and the resistor 12 is connected to a capacitor 15 , the other connection of which is connected to ground. Furthermore, the connection point between the capacitor 10 and the diode 11 is connected to the cathode of a diode 16 , the anode of which is connected to ground.
Die Sekundäreinheit der Alarmgeberanordnung weist einen sekun därseitigen Bandfilterkreis 20 mit parallel liegender Spule 21 und Kondensator 22 auf. Die Spule 4 des primärseitigen Bandfilterkreises 3 und die Spule 21 des sekundärseitigen Bandfilterkreises 20 sind miteinander zur Energie- und Signalübertragung induktiv gekoppelt. Der untere gemeinsame Verbindungspunkt zwischen der Spule 21 und dem Kondensator 22 des sekundärseitigen Bandfilterkreises 3 liegt an Masse, deren Potential jedoch von der Primäreinheit getrennt ist, wogegen der gemeinsame obere Verbindungspunkt über eine Diode 28 mit dem Kollektor eines Transistors 23 und eine Gleichrichterdiode 29 mit dem Glasbruchmelder 2 und dem Eingang eines Oszillators 25 verbunden ist. Der Emitter des Transistors 23 liegt an Masse, während die Basiselektrode über einen Widerstand 26 mit dem Oszillators 25 verbunden ist. Der Oszillator kann mögli cherweise auch Schaltungsteile für eine Vorgabe des Puls- /Pausenverhältnisses oder die Kodierung seines Ausgangssignals, etwa einen Zähler, Frequenzverteiler oder Gatterschaltungen umfassen.The secondary unit of the alarm device arrangement has a band filter circuit 20 on the secondary side with coil 21 and capacitor 22 lying in parallel. The coil 4 of the primary-side band filter circuit 3 and the coil 21 of the secondary-side band filter circuit 20 are inductively coupled to one another for energy and signal transmission. The lower common connection point between the coil 21 and the capacitor 22 of the secondary-side band filter circuit 3 is connected to ground, the potential of which is however separated from the primary unit, whereas the common upper connection point is connected via a diode 28 to the collector of a transistor 23 and a rectifier diode 29 to the Glass break detector 2 and the input of an oscillator 25 is connected. The emitter of transistor 23 is grounded, while the base electrode is connected to oscillator 25 via a resistor 26 . The oscillator may also include circuit parts for specifying the pulse / pause ratio or the coding of its output signal, such as a counter, frequency distributor or gate circuits.
Der Transistor 7 stellt dem primärseitigen Bandfilterkreis 3 des Bandfilters 1 entsprechend seiner Resonanzfrequenz durch den Oszillator 9 der Primäreinheit Energie zur Verfügung, die über die induktive Kopplung von der Spule 4 des primärseitigen Bandfilterkreises 3 kontaktlos auf die Spule 21 des sekundär seitigen Bandfilterkreises 20 gelangt und der Detektoranordnung, hier dem Glasbruchmelder 2 und dem Oszillators 25, zur Stromversorgung bereitgestellt wird.The transistor 7 provides the primary-side band filter circuit 3 of the band-pass filter 1 with energy corresponding to its resonant frequency through the oscillator 9 of the primary unit, which passes through the inductive coupling from the coil 4 of the primary-side band filter circuit 3 to the coil 21 of the secondary-side band filter circuit 20 and that Detector arrangement, here the glass break detector 2 and the oscillator 25 , is provided for the power supply.
Gleichzeitig dient das Bandfilter 1 auch als kontaktloser, in duktiver Übertrager für die vom Oszillator 25 abgegebenen Signale. Dazu wird der sekundärseitige Bandfilterkreis 20 über den Transistor 23 periodisch kurzgeschlossen, wobei der Transistor 23 von der vom Oszillator 25 bereitgestellten Taktfolge abwechselnd in den leitenden und nicht leitenden Zustand versetzt wird.At the same time, the band filter 1 also serves as a contactless, inductive transformer for the signals emitted by the oscillator 25 . For this purpose, the band filter circuit 20 on the secondary side is periodically short-circuited via the transistor 23 , the transistor 23 being alternately switched to the conductive and non-conductive state by the clock sequence provided by the oscillator 25 .
Nach Übertragung des Signals über die induktiv gekoppelte Spule 21 des sekundärseitigen Bandfilterkreises 20 auf die Spule 4 des primärseitigen Bandfilterkreises 3 nach Art einer Modulation der primärseitig auftretenden Kollektorspannung ge langt das vom sekundärseitigem Bandfilterkreis 20 abgegebene Signal über einen aus den Kondensatoren 10 und 15, und den Dioden 11 und 16 bestehenden Schaltkreis auf einen Eingang des Diskriminators 13, in dem die Auswertung des Signals in bekann ter Weise vorgenommen wird.After transmission of the signal via the inductively coupled coil 21 of the secondary-side band filter circuit 20 to the coil 4 of the primary-side band filter circuit 3 in the manner of a modulation of the collector voltage occurring on the primary side, the signal emitted by the secondary-side band filter circuit 20 reaches a signal from the capacitors 10 and 15 , and Diodes 11 and 16 existing circuit on an input of the discriminator 13 , in which the evaluation of the signal is carried out in known manner.
In dem Falle der Verwendung des erfindungsgemäßen Übertragers mit einem Glasbruchmelder an Fenstern oder Türen ist die Spule 4 des primärseitigen Bandfilterkreises 3 in einer Fenster- oder Türzarge eingesetzt. Dagegen ist in diesem Anwendungsfall die Spule 21 des sekundärseitigen Bandfilterkreises 3 im Rahmen des Fenster- oder Türflügels so angeordnet, daß bei geschlossenem Fenster oder geschlossener Tür die beiden Spulen 4 und 21 des Bandfilters aneinander oder nahe aneinander liegen, so daß eine induktive Kopplung zwischen den Spulen auftritt. Die Spulen können nun parallel nebeneinander oder so angeordnet sein, daß ihre Stirnseiten einander zugewandt sind. Da in den Zargen und Rahmen wenig Platz für die Anbringung und das Einsetzen der Spulen vorhanden ist, ist eine Stirnseitenkopplung der Spulen 4 und 21 besonders vorteilhaft, weil dadurch ein geringer Raumbedarf besteht und keine Langloch- sondern eine Rundlochbohrung ausreicht, die einfacher auszuführen ist, zum Einsetzen der Spulen 4 und/oder 21 ausreicht.In the case of using the transmitter according to the invention with a glass break detector on windows or doors, the coil 4 of the primary-side band filter circuit 3 is used in a window or door frame. In contrast, in this application the coil 21 of the secondary band filter circuit 3 is arranged in the frame of the window or door leaf so that when the window or door is closed, the two coils 4 and 21 of the band filter lie next to or close to each other, so that an inductive coupling between the Coils occurs. The coils can now be arranged parallel to one another or in such a way that their end faces face each other. Since there is little space in the frames and frames for the attachment and insertion of the coils, an end-face coupling of the coils 4 and 21 is particularly advantageous, since this means that a small space is required and a round hole rather than an elongated hole is sufficient, which is easier to carry out, is sufficient to insert the coils 4 and / or 21 .
Um Wiederholungen hinsichtlich des Standes der Technik zu ver meiden, wird auf die DE 41 12 064 A1 Bezug genommen und inso fern zum Gegenstand dieser Anmeldung gemacht. To verify repetitions regarding the prior art avoid, reference is made to DE 41 12 064 A1 and inso far from the subject of this application.
Diese bekannte Schaltungsanordnung arbeitet bei einem relativ großen Abstand zwischen der Spule 4 des primärseitigen Bandfilterkreises 3 und der Spule 21 des sekundärseitigen Bandfilterkreises 20 dann zuverlässig, wenn die Spule 21 des sekundärseitigen Bandfilterkreises 20 periodisch möglichst stark belastet, im Idealfall also kurzgeschlossen wird. Dadurch ist eine sichere Signalauswertung primärseitig möglich. Bei großem Abstand zwischen den beiden Spulen 4 und 21 wird zur guten, sicheren primärseitigen Signalauswertung also Wert dar auf gelegt, die Spule 21 des sekundärseitigen Bandfilterkreises 20 möglichst stark zu belasten.This known circuit arrangement operates reliably at a relatively large distance between the coil 4 of the primary-side band filter circuit 3 and the coil 21 of the secondary-side band filter circuit 20 when the coil 21 of the secondary-side band filter circuit 20 is periodically loaded as much as possible, that is to say is ideally short-circuited. This enables a secure signal evaluation on the primary side. If there is a large distance between the two coils 4 and 21 , good value is placed on the primary-side signal evaluation so that the coil 21 of the secondary-side band filter circuit 20 is loaded as much as possible.
Der Abstand zwischen der primärseitigen Spule 4 und der sekun därseitigen Spule 21 ist jedoch variabel, und beispielsweise von temperaturabhängigen Materialdehnungen oder einer unkorrek ten Montage abhängig. Wie gesagt, arbeitet die bekannte Schaltungsanordnung bei relativ großem Abstand zwischen den primär- und sekundärseitigen Bandfilterkreis 3 bzw. 20 gut, wenn die Spule 21 des sekundärseitigen Bandfilterkreises 20 kurzgeschlossen wird. Wird dagegen der Abstand zwischen der primär- und sekundärseitigen Spule 4 bzw. 21 etwa beim Schließen der Tür- oder Fensterflügel verringert, wird die Leistungsaufnahme des Bandfilters 1 wegen der besseren Kopplung zwischen den Spulen 4 und 21 höher, so daß sich also bei klei nem Abstand zwischen der primär- und sekundärseitigen Spule folgende Nachteile ergeben:The distance between the primary-side coil 4 and the secondary-side coil 21 is variable, however, and depends, for example, on temperature-dependent material expansions or incorrect mounting. As said, the known circuit arrangement works well with a relatively large distance between the primary and secondary band filter circuits 3 and 20 when the coil 21 of the secondary band filter circuit 20 is short-circuited. In contrast, if the distance between the primary and secondary side coil 4 and 21 about reduced when closing the door or window wing, the power consumption of the bandpass filter 1 due to better coupling between the coils 4 and 21 becomes higher, so that therefore at klei nem Distance between the primary and secondary coil result in the following disadvantages:
- a) Bei kleinem Abstand zwischen der primär- und sekundärseiti gen Spule 4 bzw. 21 und einer starken periodischen Belastung bzw. einem Kurzschluß der sekundärseitigen Spule 21 treten Frequenzschwankungen des primärseitigen Oszillators 9 auf; wenn der primärstufige Bandfilterkreis 3 das frequenzbestimmende Element des Oszillators 9 ist, unda) When there is a small distance between the primary and secondary coils 4 and 21 and a strong periodic load or a short circuit of the secondary coil 21 , frequency fluctuations of the primary oscillator 9 occur; if the primary stage band filter circuit 3 is the frequency-determining element of the oscillator 9 , and
- b) die Stromaufnahme des primärseitigen Bandfilterkreises 3 steigt stark an.b) the current consumption of the primary band filter circuit 3 rises sharply.
Die bekannte Schaltungsanordnung weist also bei aus unter schiedlichen Gründen auftretenden Veränderungen des Abstands zwischen der primär- und sekundärseitigen Spule 4 bzw. 21 des Bandfilters 1 Nachteile im praktischen Einsatz auf und arbeitet nicht immer zuverlässig.The known circuit arrangement therefore has disadvantages in practical use in the case of changes in the distance between the primary and secondary coils 4 and 21 of the bandpass filter 1 which occur for various reasons and does not always work reliably.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Alarmgeberanordnung zu schaffen, die es ermöglicht, mit einfa chen schaltungstechnischen Mitteln die Nachteile der herkömmli chen Alarmgeberanordnung zu vermeiden und eine sichere und zu verlässige Funktion der Alarmgeberanordnung auch bei unter schiedlichem, variablem Abstand zwischen der primär- und sekun därseitigen Spule des Bandfilters auf einfache und kostengün stige Weise sicherzustellen.The invention is therefore based on the object To create alarm device arrangement, which makes it possible with simp Chen circuitry means the disadvantages of conventional Chen alarm device arrangement to avoid and a safe and reliable function of the alarm device arrangement even with under different, variable distance between the primary and second därseiten coil of the band filter on simple and inexpensive sure way.
Ausgehend von der aus der DE 41 12 064 A1 bekannten Alarmgeberanordnung wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß dem Transistor zum periodischen Belasten des Bandfilters im Emitterzweig ein Widerstand in Reihe gelegt ist.Starting from the one known from DE 41 12 064 A1 Alarm device arrangement this problem is solved in that the Transistor for periodically loading the band filter in the A resistor is placed in series in the emitter branch.
Bei kleinem Abstand zwischen der primär- und sekundärseitigen Spule des Bandfilters steigt der maximal mögliche Kurzschlußstrom, bezogen auf den Spulenabstand überproportional an. Dadurch steigt auch die Spannung an diesem Widerstand stark an und erreicht beinahe Werte in der Größe der sekundärseitigen Versorgungsspannung, die durch Gleichrichtung der über das Bandfilter übertragenen Hochfrequenzspannung erzeugt wird. Durch diese Spannung an dem Transistor in Reihe gelegten Widerstand ergibt sich eine Spannungs-Gegenkopplung, die die an der Basiselektrode des Transistors anliegende Spannung ab schnürt und daher ein weiteres Ansteigen des Belastungsstroms verhindert. Bei verhältnismäßig großem Abstand zwischen der primär- und sekundärseitigen Spule stellt die Übertragungsstrecke zwischen der primär- und sekundärseitigen Spule wegen deren sehr loser Kopplung einen hohen Widerstand dar, so daß der mit dem Transistor in Reihe geschaltete Widerstand demgegenüber niederohmig ist. Der erfindungsgemäße Widerstand hat daher bei großem Abstand zwischen der primär- und sekundärseitigen Spule praktisch keinen Einfluß und die ma ximale Reichweite wird nicht wesentlich eingeschränkt. With a small distance between the primary and secondary sides Spool of the band filter increases the maximum possible Short-circuit current, disproportionate to the coil spacing at. This also increases the voltage across this resistor and almost reaches the size of the secondary side Supply voltage by rectifying the over that Band filter transmitted high-frequency voltage is generated. Through this voltage on the transistor placed in series Resistance results in a voltage negative feedback, which the voltage applied to the base electrode of the transistor laces and therefore a further increase in the load current prevented. With a relatively large distance between the primary and secondary side coil provides the Transmission path between the primary and secondary side Coil has a high resistance due to its very loose coupling represents, so that the series-connected with the transistor Resistance to it is low resistance. The invention Resistance therefore has a large distance between the primary and secondary-side coil practically no influence and the ma Maximum range is not significantly restricted.
Bei einem mittleren Abstand zwischen der primär- und sekundär seitigen Spule stellt der dem Transistor in Reihe geschaltete Widerstand einen normalen Begrenzungswiderstand dar und der Belastungsstrom wird nur durch diesen Widerstand begrenzt.With a medium distance between the primary and secondary side coil provides the transistor connected in series Resistance is a normal limiting resistance and the The load current is only limited by this resistance.
Ein Abstand unter etwa 2 cm zwischen der primär- und sekundär seitigen Spule ist im vorliegenden Falle als kleiner Abstand, also als Nahbereich anzusehen. Ein großer Abstand zwischen der primär- und sekundärseitigen Spule, also der Fernbereich, ist über etwa 3 cm und kann sich bis auf 4 oder 5 cm erstrecken. Ein mittlerer Abstand liegt im Bereich von ca. 2 bis 3 cm. Diese Bereiche können bei anderen Anwendungen und/oder Dimensionierungen der Schaltungsanordung jedoch auch andere Abstandswerte aufweisen.A distance less than about 2 cm between the primary and secondary sided coil is in the present case as a small distance, to be seen as a close range. A large distance between the primary and secondary-side coil, so the long range about 3 cm and can extend up to 4 or 5 cm. An average distance is in the range of about 2 to 3 cm. These areas can be used in other applications and / or Dimensioning of the circuit arrangement, however, also other Show distance values.
Die der aus der DE 41 12 064 A1 bekannten Alarmgeberanordnung eigenen Nachteile sind mit der Erfindung im wesentlichen ausge räumt. Auch bei guter Funktion des kontaktlosen, induktiven Übertragers im Fernbereich, also bei großem Abstand zwischen primär- und sekundärseitiger Spule, und bei periodisch starker Belastung der sekundärseitigen Spule des Bandfilters - etwa durch Kurzschluß - ist dennoch eine bessere, zuverlässige Funktion im Nah- und Zwischenbereich, also bei mittlerem und insbesondere kleinem Abstand zwischen der primär- und sekundär seitigen Spule, gewährleistet.The alarm transmitter arrangement known from DE 41 12 064 A1 own disadvantages are essentially out with the invention vacates. Even if the contactless, inductive function works well Transmitter in the long range, i.e. with a large distance between primary and secondary coil, and periodically strong Load on the secondary coil of the bandpass filter - about by short circuit - is still a better, more reliable Function in the near and intermediate range, i.e. in the medium and especially small distance between the primary and secondary sided coil, guaranteed.
Trotz eines praktisch Kurzschließens der sekundärseitigen Spule zur guten Funktion im Fernbereich ist dennoch gewährleistet, daß die Belastung des primärseitigen Sendeoszillators nicht zu stark ansteigt. Die Stromaufnahme des primärseitigen Oszillators bleibt daher relativ klein und es treten keine Frequenzschwankungen auf. Darüber hinaus wird auch der dem pri märseitigen Randfilterkreis 3 sich anschließende Signal- Verstärker nicht übersteuert und das zu übertragende Signal nicht verzerrt.Despite practically short-circuiting the secondary-side coil for good long-range function, it is nevertheless ensured that the load on the primary-side transmission oscillator does not increase too much. The current consumption of the primary-side oscillator therefore remains relatively small and there are no frequency fluctuations. In addition, the signal amplifier following the primary filter circuit 3 on the primary side is not overdriven and the signal to be transmitted is not distorted.
Gemäß einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist die Steuerelektrode des Transistors über wenigstens eine Diode, die auch eine Zener-Diode sein kann, zur Begrenzung der Steuerspannung an Masse gelegt. Der dem Transistor in Reihe liegende Widerstand kann bei dieser Alternative niederohmiger gewählt werden, da die wenigstens eine Diode die Strombegrenzung bei kleinem Abstand zwischen der primär- und sekundärseitigen Spule, also im Nahbereich bewirkt. Wenn näm lich die Versorgungsspannung im Nahbereich der Spulen auf der Sekundärseite über die Dioden-Sperrspannung ansteigt, wird die wenigstens eine Diode bei Aussteuerung des Transistors 23 lei tend und begrenzt die Spannung an seiner Steuerelektrode. Dadurch wird der Strom durch den mit dem Transistor in Reihe liegenden Widerstand, und damit der Belastungsstrom für den se kundärseitigen Bandfilterkreis 20 spannungsunabhängig auf einen Maximalwert begrenzt. Mit dieser Ausführungsform der Erfindung können die Amplitudenschwankungen des Signalausgangs des pri märseitigen Bandfilterkreises 3, die vom Abstand zwischen der primär- und sekundärseitigen Spule abhängen, wesentlich redu ziert werden.According to a particularly advantageous embodiment of the invention, the control electrode of the transistor is connected to ground via at least one diode, which can also be a Zener diode, to limit the control voltage. In this alternative, the resistance in series with the transistor can be chosen to be lower-resistance, since the at least one diode effects the current limitation at a small distance between the primary and secondary-side coil, that is to say in the close range. If the supply voltage in the vicinity of the coils on the secondary side rises above the diode blocking voltage, the at least one diode becomes conductive when the transistor 23 is driven and limits the voltage at its control electrode. As a result, the current through the resistor lying in series with the transistor, and thus the load current for the band filter circuit 20 on the secondary side, is limited to a maximum value regardless of the voltage. With this embodiment of the invention, the amplitude fluctuations of the signal output of the primary band filter circuit 3 , which depend on the distance between the primary and secondary coil, can be significantly reduced.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist die Taktfrequenz des periodischen Kurzschließens bezüglich der Übertragungsfrequenz klein. Dadurch erfolgt durch das periodi sche Kurzschließen lediglich eine Modulation der mit einer grö ßeren Übertragungsfrequenz zu übermittelnden Versorgungsenergie, ohne daß diese dadurch wesentlich beein flußt wird.According to an advantageous embodiment of the invention Clock frequency of the periodic short-circuiting with respect to the Transmission frequency small. This is done through the periodi short circuits only a modulation with a large lower transmission frequency to be transmitted Supply energy without significantly affecting it is flowing.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn das periodische Kurzschließen mit einem unsymmetrischen oder gar stark unsymme trischen Tastverhältnis erfolgt. Auch dadurch wird erreicht, daß die Energieübertragung von der Primär- auf die Sekundärseite des Filters durch die in Gegenrichtung verlau fende Signalübertragung mittels des periodischen Kurzschließens noch weniger beeinflußt wird.It is particularly advantageous if the periodic Short circuit with an unbalanced or even very unbalanced trical duty cycle. This also achieves that the energy transfer from the primary to the Secondary side of the filter through the in the opposite direction fende signal transmission by means of periodic short-circuiting is influenced even less.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die Schaltungsanordnung zum periodischen Kurzschließen des Bandfilters eine Modulatorschaltung, etwa in Form eines bipola ren Transistors, aber auch eines Feldeffekttransistors. Vorzugsweise ist die Frequenz zum periodischen Kurzschließen bzw. die Modulatorfrequenz dabei klein gegenüber der Übertragungsfrequenz. Um die Energieübertragung während des pe riodischen Kurzschließens des Bandfilters möglichst wenig zu beeinflussen, ist es weiterhin vorteilhaft, mit unsymmetrischem Tastverhältnis zu arbeiten.According to a preferred embodiment of the invention, the Circuit arrangement for periodically short-circuiting the Band filter a modulator circuit, for example in the form of a bipola ren transistor, but also a field effect transistor. The frequency is preferably for periodic short-circuiting or the modulator frequency is small compared to Transmission frequency. In order to transfer energy during pe periodic short-circuiting of the band filter as little as possible influence, it is still advantageous to use asymmetrical Duty cycle to work.
Eine besonders vorteilhafte Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Anordnung besteht darin, daß der Primärkreis des Bandfilters Teil einer selbsterregenden Oszillatorschaltung in der Primäreinheit ist. Auf diese Weise wird die Schaltungsanordnung für den erfindungsgemäßen Übertrager noch weiter vereinfacht. Denn es ist in vielen Anwendungsfällen, wie zum Beispiel bei Meldern, Detektoren oder "passiven" Glasbruch-Alarmgebern nicht erforderlich, die Bandfiltereigenschaften bei kritischer bis überkritischer Kopplung voll auszunützen. In zahlreichen Anwendungsfällen, wie etwa auch bei Glasbruchmeldern oder son stigen Detektoren, kann auf eine konstante Ausgangsspannung verzichtet werden, so daß der Primärkreis des Bandfilters Teil der selbsterregenden Oszillatorschaltung mit dem besagten Vorteil sein kann.A particularly advantageous embodiment of the invention Arrangement is that the primary circuit of the bandpass filter Part of a self-exciting oscillator circuit in the Primary unit is. In this way, the circuit arrangement simplified even further for the transformer according to the invention. Because it is used in many applications, such as Not detectors, detectors or "passive" glass break alarms required the band filter properties at critical to fully utilize supercritical coupling. In numerous Applications, such as glass break detectors or other constant detectors, can be at a constant output voltage be dispensed with, so that the primary circuit of the bandpass filter part the self-exciting oscillator circuit with said Can be an advantage.
Besonders vorteilhaft ist es im Zusammenhang mit der letztge nannten Ausführungsform, wenn der Primärkreis für die Oszillatorschaltung frequenzbestimmend ist.It is particularly advantageous in connection with the latter mentioned embodiment, if the primary circuit for the Oscillator circuit is frequency determining.
Eine Weiterbildung der vorliegenden Erfindung besteht in dem Merkmal, daß der Oszillator spannungsgesteuert ist, wobei die Spannungssteuerung vorzugsweise durch Mitkopplung erfolgt. Denn bei Stromsteuerung geht die große Streuung der Stromverstärkung einzelner Transistoren in die Schleifenverstärkung ein. Bei Spannungssteuerung dagegen ist die Steilheit - sieht man einmal von den Basis- und Emitterbahnwiderständen ab - im interessie renden Bereich nur linear vom Emitterstrom abhängig.A further development of the present invention consists in the Feature that the oscillator is voltage controlled, the Voltage control is preferably carried out by positive feedback. Because with current control there is a large spread of current amplification individual transistors in the loop gain. At Voltage control, on the other hand, is the steepness - you can see that from the base and emitter path resistances - in the interest range depends only linearly on the emitter current.
Der erfindungsgemäße Übertrager ist insbesondere im Zusammenhang mit einer Alarmgeberanordnung vorteilhaft verwend bar. The transformer according to the invention is in particular Advantageously used in connection with an alarm device arrangement bar.
Vorzugsweise umfaßt die Primäreinheit eine Energieversorgungsschaltung und eine Signalauswerteschaltung, und die Sekundäreinheit einen Alarmgeber. Für Anordnungen zur Überwachung bewegbarer Fenster oder Türen ist der erfindunsge mäße Übertrager besonders geeignet, da die an Zarge und Rahmen jeweils angebrachten Bandfilterkreise einen geringen Platzbedarf haben.Preferably the primary unit comprises one Power supply circuit and a signal evaluation circuit, and the secondary unit an alarm device. For orders for Monitoring movable windows or doors is the fiction moderate transformer particularly suitable, since the frame and frame each attached band filter circuits a small Need space.
Der Alarmgeber ist vorzugsweise ein Glasabruchmelder.The alarm device is preferably a glass break detector.
Gemäß einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung insbesondere aber nicht ausschließlich bei der Verwendung des erfindungsge mäßen Übertragers im Zusammenhang mit einem Glasbruchmelder sind die Spulen der Bandfilterkreise des Übertragers mit ihren Stirnseiten gekoppelt. Dadurch ist es möglich, statt der her kömmlichen Langlöcher in den Holzzargen oder -rahmen der Fenster oder Türen lediglich eine einfache Bohrung vorzusehen, in denen die Spulen auf einfache Weise angebracht werden kön nen.According to a particularly advantageous embodiment, in particular but not exclusively when using the fiction moderate transmitter in connection with a glass break detector are the coils of the band filter circuits of the transformer with their End faces coupled. This makes it possible instead of the ago conventional elongated holes in the wooden frames or frames of the To provide windows or doors with a simple hole, in which the coils can be easily attached nen.
Eine Modulation bei der Übertragung der Versorgungsenergie kann primärseitig auch dadurch auftreten, daß ungewollt von außen, etwa durch Störsignale, ein kurzzeitiges Belasten des sekundär seitigen Teils des Bandfilters erfolgt. Das kodierte Signal kann dabei in vielfältiger Weise, vorzugsweise mit einer vorge gebenen Kodierungsfrequenz und/oder einem vorgegebenen Kodierungstastverhältnis kodiert sein.A modulation in the transmission of the supply energy can also occur on the primary side in that unwanted from the outside, for example by interfering signals, a brief load on the secondary part of the band filter. The encoded signal can in many ways, preferably with a pre given coding frequency and / or a predetermined Coding duty cycle to be coded.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn sowohl für den Alarmfall als auch für den Nicht-Alarmfall jeweils unterschiedlich kodierte Signale vorgesehen sind. Dies bedeutet, daß nicht nur im Alarmfall, sondern auch im Nicht-Alarmfall etwa zur Funktionsüberwachung der Alarmanlage Signale von der Sekundär- auf die Primärseite durch Kurzschließen des sekundärseitigen Bandfilters übertragen werden. Durch die Kodierung ist es dabei definiert und weitgehend störungsfrei möglich, zwischen dem Alarm- und dem Nicht-Alarmfall zu unterscheiden. Vorzugsweise weist das kodierte Signal im Alarmfall eine erste Kodierungsfrequenz und/oder ein erstes Kodierungstastverhältnis und im Nicht-Alarmfall eine zweite Kodierungsfrequenz und/oder ein zweites Kodierungstastverhältnis auf. Dadurch kann klar un terschieden und ausgewertet werden, ob ein Alarmfall oder ein Nicht-Alarmfall vorliegt. Vorzugsweise ist die erste Kodierungsfrequenz für den Alarmfall dabei kleiner als, insbe sondere halb so klein wie die zweite Kodierungsfrequenz für den Nicht-Alarmfall. Ebenso ist es vorteilhaft, wenn das erste Kodierungstastverhältnis für den Alarmfall kleiner als das zweite Kodierungstastverhältnis für den Nicht-Alarmfall ist.It is particularly advantageous if both for the alarm case also coded differently for the non-alarm case Signals are provided. This means that not only in the In the event of an alarm, but also in the event of a non-alarm Function monitoring of the alarm system signals from the secondary to the primary side by short-circuiting the secondary side Band filters are transmitted. The coding is there defined and largely trouble-free possible between the Distinguish between alarm and non-alarm cases. Preferably the coded signal indicates a first one in the event of an alarm Coding frequency and / or a first coding duty cycle and in the event of no alarm, a second coding frequency and / or a second encoding duty cycle. This can clearly un be differentiated and evaluated, whether an alarm or a There is no alarm. Preferably the first is Coding frequency for the alarm case is less than, esp in particular half as small as the second coding frequency for the Non-alarm case. It is also advantageous if the first Coding duty cycle for the alarm case less than that second coding duty cycle for the non-alarm case.
Um die Störanfälligkeit der Alarmanlage weiter zu verringern, weist das kodierte Signal eine vorgegebene Frequenz und/oder ein vorgegebenes Tastverhältnis auf, wobei diese Frequenz klei ner als die erste oder zweite Kodierungsfrequenz ist.To further reduce the alarm system's susceptibility to faults, the coded signal has a predetermined frequency and / or a predetermined duty cycle, this frequency small ner than the first or second coding frequency.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind weiterhin in den Unteransprüchen angegeben.Advantageous embodiments of the invention are also shown in specified in the subclaims.
Die vorliegende Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnungen erläutert. Es zeigen:The present invention is based on the Drawings explained. Show it:
Fig. 1 eine schematische Darstellung für einen herkömmlichen kontaktlosen Kabelübergang im Anwendungsfall einer Glasbruch-Meldeanordnung, und Fig. 1 is a schematic representation for a conventional contactless cable transition in the application of a glass break detection arrangement, and
Fig. 2 eine erfindungsgemäße Ausführungsform der Alarmgeberanordnung. Fig. 2 shows an embodiment of the alarm transmitter arrangement according to the invention.
In Fig. 2 sind Schaltungselemente, die denen von Fig. 1 ent sprechen, mit denselben Bezugszeichen versehen, und deren Funktionsweise wird der Übersichtlichkeit halber nicht nochmals erläutert.In Fig. 2, circuit elements which correspond to those of Fig. 1 are provided with the same reference numerals, and their operation is not explained again for the sake of clarity.
Ein Unterschied zwischen der herkömmlichen Schaltung und der in Fig. 2 dargestellten Ausführungsform besteht darin, daß zwi schen der Emitter-Elektrode des Transistors 23 und Masse ein Widerstand 51 liegt. Wie bereits ausgeführt wurde, stellt die ser Widerstand bei einem großen Abstand zwischen primär- und sekundärseitiger Spule, beispielsweise für einen Abstand von über 3 cm gegenüber dem Widerstand, der durch die Übertragungsstrecke in diesem Fall gebildet wird, einen nie derohmigen Wert dar, so daß der Widerstand 51 für den Fernbereich praktisch keine Rolle spielt. Dagegen wird der Belastungsstrom des sekundärseitigen Bandfilterkreises 20 in einen mittleren Abstandsbereich von ca. 2 bis 3 cm der primär- und sekundärseitigen Spule nur durch diesen Widerstand 51 be grenzt. Im Nahbereich steigt die Spannung am Widerstand 51 auf Grund der höheren Sekundärspannung stark an und kommt dem Wert der sekundärseitigen Versorgungsspannung, die durch Gleichrichtung der Hochfrequenzspannung erzeugt wird, recht nahe. Dadurch ergibt sich eine Spannungs-Gegenkopplung, die die Spannung an der Basiselektrode des Transistors 23 abschnürt und dadurch ein weiteres Ansteigen des den sekundärseitigen Bandfilterkreises 20 belastenden Stromes verhindert.A difference between the conventional circuit and the embodiment shown in FIG. 2 is that between the emitter electrode of transistor 23 and ground, there is a resistor 51 . As has already been explained, this resistance represents a non-resistive value when there is a large distance between the primary and secondary-side coil, for example for a distance of more than 3 cm from the resistance which is formed by the transmission path in this case, so that the resistance 51 for the long range is practically irrelevant. In contrast, the load current of the secondary-side band filter circuit 20 in a middle distance range of about 2 to 3 cm of the primary and secondary-side coil is limited only by this resistor 51 be. In the near range, the voltage across resistor 51 rises sharply due to the higher secondary voltage and comes very close to the value of the secondary-side supply voltage that is generated by rectifying the high-frequency voltage. This results in a voltage negative feedback which constricts the voltage at the base electrode of the transistor 23 and thereby prevents a further increase in the current loading the secondary band filter circuit 20 .
Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel sind zwischen der Steuerelektrode des Transistors 23 und Masse zwei Dioden 52, 53 zur Begrenzung der Steuerspannung des Transistors 23 in Reihe gelegt. Bei diesem Ausführungsbeispiel kann der Widerstand 51 niedriger sein, als wenn die Dioden nicht vorgesehen sind, da die Dioden 52 und 53 eine Spannungsbegrenzung an der Steuerelektrode des Transistors 23, und dadurch auch am Widerstand 51 bewirken. Dadurch wird der durch den Widerstand 51 fließende Strom, also der Belastungsstrom des sekundärseiti gen Bandfilterkreises 20 spannungsunabhängig auf einen Maximalwert begrenzt. Im Nahbereich steigt nämlich die Versorgungsspannung auf der Empfängerseite deutlich über ca. 1,5 Volt an, so daß die beiden Dioden 52, 53 leitend werden und den besagten Effekt auslösen. Mit der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung konnten Amplitudenschwankungen des Ausgangssignals des sekundärseitigen Bandfilterkreises 20, die auf Grund des variablen Abstands zwischen primär- und sekundär seitiger Spule 4 und 21 auftreten, durch die erfindungsgemäßen Maßnahmen von ca. 1:500 auf ca. 1:2 reduziert werden.In the illustrated embodiment, two diodes 52 , 53 are placed in series between the control electrode of transistor 23 and ground to limit the control voltage of transistor 23 . In this exemplary embodiment, the resistor 51 can be lower than if the diodes are not provided, since the diodes 52 and 53 cause a voltage limitation on the control electrode of the transistor 23 , and therefore also on the resistor 51 . As a result, the current flowing through the resistor 51 , that is to say the load current of the secondary filter band circuit 20, is voltage-independently limited to a maximum value. In the close range, the supply voltage on the receiver side rises significantly above approximately 1.5 volts, so that the two diodes 52 , 53 become conductive and trigger the effect mentioned. With the circuit arrangement according to the invention, amplitude fluctuations of the output signal of the secondary-side band filter circuit 20 , which occur due to the variable distance between the primary and secondary-side coils 4 and 21 , could be reduced from approx. 1: 500 to approx. 1: 2 by the measures according to the invention.
Die vorliegende Erfindung ist vielfältig anwendbar. Beispielsweise läßt sie sich auch bei den aus der DE 41 12 064 A1 bekannten Abwandlungen und Ausführungsformen mit Vorteil verwenden. Um Wiederholungen zu vermeiden, wird diesbezüglich auf diese Druckschrift verwiesen und zum Gegenstand der vorlie genden Anmeldung gemacht.The present invention has many uses. For example, it can also be used in DE 41 12 064 A1 known modifications and embodiments with advantage use. In order to avoid repetitions, this will referred to this document and the subject of this registration made.
Claims (17)
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1992
- 1992-11-09 WO PCT/EP1992/002568 patent/WO1993010512A1/en active Application Filing
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| Publication number | Publication date |
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| DE4137026C2 (en) | 1994-01-27 |
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