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ENZYKLOPÄDIE DER FUNKELEKTRONIK UND ELEKTROTECHNIK Encoder und Decoder des Funkkanals der Wache. Enzyklopädie der Funkelektronik und Elektrotechnik
Lexikon der Funkelektronik und Elektrotechnik / Automobil. Sicherheitsvorrichtungen und Alarme Viele Funkamateure und Autofahrer wissen bereits, dass die Organe für innere Angelegenheiten mittlerweile die Installation und den Betrieb elektronischer Überwachungsgeräte mit Funkkanal in einem Auto erlauben. Im Gegensatz zu den weit verbreiteten Autowächtern mit Tonalarm alarmiert ein Wächter mit Funkkanal nicht die gesamte Nachbarschaft, sondern nur den Besitzer (obwohl er bei Bedarf das Funksignal mit lauten Ton- und Lichtsignalen duplizieren kann). ). Nachdem der Besitzer über den Funkkanal ein Alarmsignal erhalten hat, ergreift er Maßnahmen, die den jeweiligen Umständen angemessen sind, insbesondere ruft er die Polizei und meldet einen Versuch, das Auto zu öffnen oder seine Komponenten zu demontieren. Sollte es trotz der getroffenen Maßnahmen dennoch zu einem Diebstahl kommen, besteht weiterhin eine reale Möglichkeit, dass das Auto von mit der nötigen Ausrüstung ausgestatteten Polizisten „auf den Fersen“ gefunden wird. Der Funkkanal-Autoguard besteht aus zwei Blöcken - Senden und Empfangen. Die Sendeeinheit umfasst das Autoschutzgitter selbst mit den notwendigen Sensoren, einen Encoder und einen Sender mit strahlender Antenne. Dieses Gerät ist an einem Auto montiert. Die Stromquelle kann entweder eine Bordbatterie oder eine eigene eingebaute Batterie sein. Die Empfangseinheit besteht aus einer Empfangsantenne, einem Empfänger, einem Decoder und einem Alarmsignalgenerator. Dieses Gerät wird entweder in Form eines Miniaturtaschendesigns mit autonomer Stromversorgung oder als hochempfindlicher Tischempfänger mit Stromversorgung über das Netzwerk hergestellt. Wenn der automatische Schutz ausgelöst wird, beginnt der Sender im Allgemeinen mit der Aussendung eines Funksignals, das durch einen vom Encoder erzeugten Impulscode moduliert wird. Ein Empfänger mit Decoder trennt sein „eigenes“ Codesignal aus der Masse der On-Air-Signale und schaltet den Alarmsignalgenerator ein. Tatsächlich kann es aufgrund der Vielfalt der praktischen Aufgaben viele Möglichkeiten geben, einen Radiosender zu organisieren. In jedem Fall müssen die Parameter des Funkkanals jedoch den von der staatlichen Telekommunikationsinspektion festgelegten technischen Anforderungen entsprechen. Hier sind die wichtigsten:
Gemäß den „Radio Regulations“ der International Telecommunication Union (Vol. 1, „Radio and Communications.“ M., 1985) werden Emissionsklassen üblicherweise durch drei Symbole gekennzeichnet. Der erste – der Buchstabe – gibt die Art der Modulation des Hauptträgers an. Die zweite – eine Zahl – über die Art der Signale, die den Hauptträger modulieren. Der dritte ist der Buchstabe – die Art der übermittelten Informationen. In unserem Fall bezeichnet der Buchstabe A eine Zweibandmodulation, der Buchstabe F die Frequenz und P eine Folge unmodulierter Impulse. Die Zahl 1 entspricht einer Option, bei der ein Kanal quantisierte oder digitale Informationen ohne Verwendung eines modulierenden Unterträgers enthält (mit Ausnahme der Zeitteilung der Kanäle), und die Zahl 0 entspricht dem Fehlen eines modulierenden Signals. Und schließlich wird der Buchstabe D der Übertragung digitaler Informationen, Telemetriesignalen und Fernsteuerung zugeordnet. Es ist leicht zu erkennen, dass die hier vorgestellten Anforderungen hauptsächlich den Sender betreffen. Das ist verständlich – schließlich wird die Möglichkeit des gleichzeitigen gemeinsamen Betriebs mehrerer Sicherheitssysteme maßgeblich von deren Qualität abhängen. Die Eigenschaften des Empfängers können beliebig sein, solange er unter bestimmten Betriebsbedingungen eine zuverlässige Kommunikation ermöglicht und selbst keine Störquelle darstellt. Die aufgeführten Anforderungen sind offenbar nicht endgültig und werden mit der Beherrschung dieser Technologie verfeinert. Die komplexesten Knoten eines Funkkanals sind Encoder und Decoder. Daher beschlossen die Redakteure, der Tradition folgend, unsere Bekanntschaft mit dem Radiosender Auto Watchman mit einem Artikel über diese Knoten zu beginnen. Zukünftig ist geplant, Beschreibungen der verbleibenden Funküberwachungseinheiten zu veröffentlichen. Die Einführung eines Funkkanals in ein elektronisches Sicherheitsalarmsystem erweitert seine Fähigkeiten erheblich und erfordert vom Entwickler die Lösung einer schwierigen Aufgabe – die zuverlässige Auswahl eines Funksignals unter vielen anderen, einschließlich Signalen für ähnliche Zwecke, sicherzustellen. Dazu scheint es ausreichend zu sein, einen „ruhigen“ Abschnitt in einem bestimmten Funkbereich zu finden und darin nur einen Träger auszusenden. Dann dient das Verschwinden des Trägers als Alarmsignal. Oder umgekehrt – das Erscheinen eines Trägers ist ein alarmierendes Signal. Ein solches Funksystem ist recht einfach zu implementieren. Allerdings erweist es sich als wenig nützlich. Erstens, weil es im modernen Funkspektrum praktisch keine „ruhigen“ Abschnitte mehr gibt; Zweitens ist es in keiner Weise vor Blockaden, selbst mit den primitivsten Mitteln, vor Eingriffen, die falsche Aufrufe provozieren, geschützt und wird seinen Schöpfer schnell enttäuschen. Drittens wird eine solche Nutzung der Funkwellen wahrscheinlich in Konflikt mit der Funkgesetzgebung geraten*. Eine andere Möglichkeit besteht darin, den Träger mit einem Tonsignal zu modulieren. Aber auch hier erlauben die Schwierigkeiten bei der Erstellung von Filtern mit der erforderlichen Selektivität und Genauigkeit in ihrer Frequenzposition keine nennenswerte Anzahl von Kanälen in der Bandbreite des Funkempfängers: normalerweise nicht mehr als 10-15, was die gleiche Anzahl geschützter Objekte bedeutet . Natürlich ist auch die Störfestigkeit solcher Systeme gering. Der Träger kann auch durch ein gepulstes Signal moduliert (manipuliert) werden. Solche Verschlüsselungssysteme werden eingesetzt, allerdings meist in sehr einfachen Formen: Die Diversität der Signale wird durch Variation der Pulsbreite (PWM), ihrer Anzahl usw. erreicht. Auch die Leistungsfähigkeit solcher Systeme ist relativ gering, insbesondere bei streng zeitlich begrenzten Übertragungen. Eines der möglichen Prinzipien zum Aufbau eines Verschlüsselungssignals mit einer großen kombinatorischen „Kapazität“ besteht darin, dass die für die Übertragung vorgesehene Zeit in gleiche Intervalle unterteilt wird – Vertrautheitsorte, von denen jeder entweder 0 oder 1 entspricht. Nehmen wir das Vorhandensein von hoch -Frequenzstrahlung in der Antenne des Senders und 1 bedeutet deren Abwesenheit, dann wird ein solches verschlüsseltes Signal die Form einer sehr kurzen Funktelegrafennachricht annehmen. In einer binären Folge bestehend aus n Zeichen können 2" unterschiedliche Verschlüsselungsnachrichten platziert werden. Allerdings enthält eine solche Nachricht neben dem eigentlichen Informationsteil meist auch Hilfsbits (z. B. Start), die ihre Entschlüsselung vereinfachen. Abbildung 1 zeigt ein schematisches Diagramm eines Encoders, der dieses Prinzip umsetzt.
Der Encoder enthält einen niederfrequenten quarzstabilisierten Oszillator (DD5.3, DD5.4, ZQ1) und einen Trigger (DD4.3. DD4.4), der seinen Zustand ändert, wenn der Schutzknoten ausgelöst wird (bei hohem Pegel). erscheint zumindest kurz am Eingang „Signal“) ), ein Knoten zum Umschalten des Systems in den Standby-Modus (SB1, DD4.1, DD4.2) und ein Zähler DD1, der den Betrieb der Schalter DD2 und DD3 steuert. Diese oder jene Verschlüsselungskombination wird gewählt, indem die Informationseingänge der Schalter D02, DD3 mit dem positiven Stromkabel oder mit dem gemeinsamen Kabel verbunden werden. Der Anfangsplatz (Null) der Verschlüsselungskombination ist immer mit Eins besetzt – dem Startbit (ein hoher Pegel wird an Pin 14 des DD2-Schalters angelegt). Die bekannten Orte 1,2,..., 14 (entsprechend den Nummern der Kabelbaumklemmen) folgen zeitlich genau in dieser Reihenfolge. Der Encoder steuert den Betrieb des Funksenders mit Signalen vom Ausgang der Elemente DD5.2 und DD6.4. Wenn am Ausgang des DD5.2-Elements ein niedriger Pegel auftritt, wird der Sender eingeschaltet. Ein Diagramm einer der Optionen für das Netzteil ist in Abb. 2 dargestellt.
Signale vom Ausgang des Elements DD6.4 steuern den Betrieb des Hochfrequenzpfads des Senders. Das Stellsignal kann über den Puffertransistor VT2 dem Emitterkreis des Zwischen- oder Endstufentransistors zugeführt werden (Abb. 3).
Die Übertragung einer Verschlüsselungskombination ist nur in der Stellung „Code“ des Schalters SA1 möglich. Die Position „Kontinuierliche Emission“ dient der Steuerung des Modus und der Konfiguration des Senders. Im Sicherheitsmodus ist der Eingang „Signal“ auf niedrigem Pegel; Der Trigger DD4.3, DD4.4 wird durch Drücken der SB1-Taste in den Zustand 0 versetzt, in dem der Taktgenerator gesperrt ist, und der Zähler DD1 geht in den Nullzustand, in dem an seinen Ausgängen eine Spannung mit niedrigem Pegel anliegt. Dadurch ist der Ausgang des Schalters DD2 niedrig (wie am XO-Eingang) und der Ausgang des Schalters DD3 befindet sich in einem hochohmigen Zustand. Der Sender und der Keyer werden ausgeschaltet. Nachdem der Watchdog-Knoten ausgelöst wurde, ändert sich der Pegel am Eingang „Signal“ von Null auf Eins, der Trigger DD4.3, DD4.4 wechselt in den Zustand 1, die Sendeleistung wird eingeschaltet und der Taktgenerator beginnt zu arbeiten. Der Zähler DD1 und die Schalter erzeugen eine Codekombination von Impulsen, die der Position der Jumper des X1-Kontaktfelds entspricht. Diese Verschlüsselungskombination wird über das geöffnete Element DD6.4 an den Sendermanipulator gesendet. Bei einem Encoder mit einem „Clock“-Quarzresonator im Taktgenerator beträgt die Dauer einer Vertrautheit etwa 1,95 ms. Die Dauer der gesamten Verschlüsselungskombination beträgt 30 ms, die Pausen dazwischen betragen ca. 470 ms. Die Dauer der Pause wird durch die Lebensdauer des High-Pegel-Signals am Ausgang der Dioden-Widerstands-Baugruppe VD1 - VD4.R9 bestimmt. Durch den Wegfall beispielsweise der VD4-Diode können Sie die Dauer auf etwa 220 ms reduzieren. Die Gesamtzahl der möglichen Verschlüsselungskombinationen beträgt 2^14 = 16384. Um mit einer höheren Geschwindigkeit zu arbeiten, müssen Sie lediglich den Quarzresonator „Uhr“ durch einen Quarzresonator mit höherer Frequenz ersetzen. Dies führt jedoch offensichtlich zu einer entsprechenden Erweiterung der vom Funkkanal belegten Bandbreite bis hin zum Verlassen der zulässigen Grenzen und zu einer unzureichenden Bandbreite des FSS-Funkempfängers. Der vom Encoder im Standby-Modus aufgenommene Strom beträgt bei einer Versorgungsspannung von 9 V maximal 1...2 µA. Die Signalamplitude der Sicherheitseinheit sollte nicht weniger als 4 V betragen. Der Encoder bleibt betriebsbereit, wenn die Versorgungsspannung auf 5 V sinkt. Der Decoder ist dafür verantwortlich, „sein eigenes“ Verschlüsselungssignal vor dem Hintergrund verschiedener Arten von Störungen im Kommunikationskanal zu identifizieren. Sein Schaltplan ist in Abb. 4 dargestellt.
Der Decoder besteht aus einem Taktgenerator, der aus den Elementen DD5.3, DD5.4 zusammengesetzt und durch einen Quarzresonator ZQ1 (mit der gleichen Frequenz wie der Quarzresonator des Encoders) stabilisiert ist, Trigger DD4.1, DD4.3, geschaltet durch Flanke des Luftsignals, Komparator DA1, der dieses Signal verstärkt und formt, der Knoten zum Umschalten des Decoders in den Standby-Modus (SB1, R7, C3, DD6.1) und der Zähler DD1, der den Betrieb der Schalter DD2 und DD3 steuert auf die gleiche Weise wie im Encoder. Darüber hinaus enthält der Decoder eine Einheit zum Vergleich der aus der Luft empfangenen Verschlüsselungskombination mit der im Decoder installierten. Die Vergleichseinheit ist aus den Elementen DD5.2, DD6.2, DD7.1, DD7.2, DD7.3 zusammengesetzt. Durch Drücken der Taste SB1 wird der Decoder in den Standby-Modus versetzt und am Ausgang des Elements DD6.1 erscheint ein High-Pegel-Impuls, der den Trigger DD4.1, DD4.3 auf den Zustand O setzt und den Zähler DD1 zurücksetzt. Das Element DD5.1 schließt sich und lässt keine Impulse vom Betriebstaktgenerator zum Eingang C des Zählers DD1 durch, weshalb seine Ausgänge niedrig bleiben. Sobald die aus der Luft empfangenen Impulse der Verschlüsselungskombination am Ausgang des Wechselrichters DD4.4 erscheinen, schaltet der Trigger DD4.3, DD4.1, das Element DD5.1 öffnet und der Zähler DD1 beginnt zu zählen Taktgeneratorimpulse. Die Schalter DD2, DD3 erzeugen eine beispielhafte Verschlüsselungskombination von Impulsen entsprechend der Position der Jumper des X1-Kontaktfelds. Der eigentliche Vergleich der On-Air- und Standard-Verschlüsselungskombinationen erfolgt auf dem DD7.3-Element. Es geht Stück für Stück vor, beginnend mit dem Startbit, gefolgt vom Gating des Ergebnisses durch das DD6.2-Element. Der vom Ausgang des DD7.2-Elements entfernte Strobe-Impuls nimmt das zweite Viertel jeder Vertrautheit ein, was es ermöglicht, einen gewissen Fortschritt der übernommenen Verschlüsselungskombination gegenüber der im Decoder installierten und den Unterschied in den Frequenzwerten zu vernachlässigen der Taktgeneratoren des Encoders und Decoders. Die allererste Nichtübereinstimmung der Verschlüsselungskombination versetzt den Decoder in seinen ursprünglichen Zustand. Wenn sich herausstellt, dass die Verschlüsselungskombinationen identisch sind, erscheint am Ausgang 2^10 des Zählers DD1 ein High-Pegel. Dieses Signal schaltet die Alarmeinheit ein, deren Diagramm in Abb. 5 dargestellt ist.
Die Signaleinheit besteht aus zwei Generatoren: einer, montiert auf den Elementen DD1.1, DD1.2, work007-5, arbeitet mit einer Frequenz von 0,5...1 Hz und der andere - DD1.3, DD1.4 - bei eine Frequenz von 1...2 kHz. Durch den gemeinsamen Betrieb beider Generatoren erzeugt der akustische Piezostrahler BF1 kurze, alarmierende Tonstöße im Wechsel mit gleich langen Pausen. Wenn eine hohe Lautstärke des Alarmsignals erforderlich ist, schalten Sie anstelle des Piezo-Emitters BF1 den Leistungsverstärker am Transistor VT1 ein, der vom dynamischen Kopf BF2 geladen wird. Kopfleistung - mindestens 0,5 W, Widerstand - 50 Ohm. Der Stromverbrauch des Decoders und des Signalknotens im Standby-Modus beträgt bei einer Versorgungsspannung von 9 V 1,2 mA. Im Alarmmodus verbraucht der Decoder 5 mA, wenn der Schallgeber ein piezoelektrisches Element ist, und 60 mA, wenn der Schallgeber ein dynamischer Kopf mit 0,5 GDSh-9 ist. Der Decoder bleibt betriebsbereit, wenn die Versorgungsspannung auf 5 V absinkt. Das Signal am Decodereingang (am Ausgang des Funkempfängerdetektors) muss eine positive Polarität und eine Amplitude von mindestens 150 mV haben.
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