DE4112064C2 - - Google Patents
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- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
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- H04B5/20—Near-field transmission systems, e.g. inductive or capacitive transmission systems characterised by the transmission technique; characterised by the transmission medium
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Description
Die Erfindung betrifft eine Alarmgeberanordnung gemäß dem
Oberbegriff des Anspruchs 1.
Aus der DE 30 29 543 C2 ist ein kontaktloser, induktiver Über
trager bekannt, der die gegensinnige Übertragung von Energien
und Signalen ermöglicht. Über ein erstes 2kreisiges Bandfil
ter wird die elektrische Versorgungsenergie und über ein zwei
tes 2kreisiges Bandfilter werden Signale in Gegenrichtung
übertragen. Das besondere Merkmal dieser Anordnung besteht da
rin, daß die Bandfilter kritisch oder überkritisch gekoppelt
sind. Dadurch ist es nicht mehr nötig, die Primär- oder Sekun
däreinheit in ihren Lagen zueinander konstant zu halten, so
daß die Herstellungstoleranzen bei gleichartigen Übertragern
relativ groß sein können bzw. eine Lageänderung in Kauf genom
men werden kann. Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß die
Spannung am Sekundärkreis auch dann im wesentlichen konstant
bleibt, wenn die Abstände der Primär- und Sekundärspulen in
einem bestimmten Maße variieren. Obgleich sich diese Schal
tungsanordnung gut bewährt hat, weist sie dennoch den Nachteil
auf, daß jeweils ein Bandfilter für die Energieübertragung als
auch für die Signalübertragung erforderlich ist, was zu einem
erhöhten schaltungstechnischen Aufwand führt und insbesondere
in bestimmten Anwendungsfällen hinsichtlich des Raumbedarfs
anspruchsvoll ist.
Aus der EP 3 16 872 A2 ist eine Alarmgeberanordnung mit einem
kontaktlosen, induktiven Übertrager bekannt, bei dem die Über
tragung sowohl der elektrischen Versorgungsenergie in die eine
Richtung als auch der Signale in die andere Richtung über ein
einziges Bandfilter erfolgt. Dazu wird das Bandfilter in sei
ner Funktion von der Versorgungsenergie-Übertragung auf die
Signalübertragung und umgekehrt periodisch umgeschaltet. Neben
einem immer noch relativ hohen schaltungstechnischen Aufwand
durch die Notwendigkeit der Verwendung elektronischer Schalter
weist diese Schaltungsanordnung den Nachteil auf, daß während
der Zeit, in der auf die Signalübertragung umgeschaltet ist,
die Energieübertragung von der Primär- auf die Sekundärseite
des Filters unterbrochen wird, so daß keine stetige, konti
nuierliche Energieübertragung möglich ist.
Aus der DE 29 49 075 A1 ist in einem anderen technischen Zu
sammenhang, nämlich bei einer Anordnung zur kontaktlosen
Temperaturmessung an einem drehbaren Maschinenteil ein Dreh
transformator bekannt, über den sowohl die Energie- als auch
die Signalübertragung erfolgt. Abgesehen von der Tatsache, daß
es sich bei dieser bekannten Anordnung um eine Übertragung
zwischen zwei relativ zu einander beweglichen Teilen handelt,
ist die Signalerzeugung, mit der die sekundärseitige Spule des
Drehtransformators kurzgeschlossen wird, sehr kompliziert und
schaltungsmäßig aufwendig.
Aus der DE 24 24 588 A1 ist ein Alarmmelder mit einem Fre
quenzgenerator bekannt, bei dem den einzelnen Signalisierungs
möglichkeiten (z. B. Ruhezustand, Alarmzustand) unterschiedliche
Sendefrequenzen zugeordnet sind.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Alarmgeberanordnung
zum kontaktlosen, induktiven Übertragen von elektrischen Ver
sorgungsenergien und Signalen anzugeben, die hinsichtlich des
schaltungstechnischen Aufwands einfach ist und eine kontinu
ierliche, im wesentlichen ununterbrochene Energieübertragung
auch während der Signalübertragung ermöglicht.
Ausgehend von der aus der EP 3 16 872 A2 bekannten Alarmgeber
anordnung wird die gestellte Aufgabe erfindungsgemäß durch den
kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 gelöst.
Durch das periodische Kurzschließen auf der Sekundärseite
ergibt sich eine Art Modulation bei der Übertragung der Ver
sorgungsenergie. Diese Modulation bewirkt primärseitig eine
periodische Erhöhung bzw. Verdopplung der Spannungsamplitude.
Hinsichtlich des schaltungstechnischen Aufwandes weist die er
findungsgemäße Anordnung gegenüber herkömmlichen Verfahren den
Vorteil auf, daß elektronische Schalter zur Umschaltung nicht
erforderlich sind. Hinsichtlich der Funktionsweise hat die er
findungsgemäße Anordnung den Vorteil, daß die Energieübertra
gung von der Primär- auf die Sekundärseite des Bandfilters
bzw. von der Primäreinheit auf die Sekundäreinheit durch die
periodischen Kurzschlüsse praktisch nicht unterbrochen wird,
so daß eine kontinuierliche Energieübertragung auch bei erfol
gender Signalrückübertragung gewährleistet ist.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist die
Taktfrequenz des periodischen Kurzschließens bezüglich der
Übertragungsfrequenz klein. Dadurch erfolgt durch das perio
dische Kurzschließen lediglich eine Modulation der mit einer
größeren Übertragungsfrequenz übermittelten Versorgungsener
gie, ohne daß diese dadurch wesentlich beeinflußt wird.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn das periodische Kurz
schließen mit einem unsymmetrischen oder gar stark unsymmetri
schen Tastverhältnis erfolgt. Auch dadurch wird erreicht, daß
die Energieübertragung von der Primär- auf die Sekundärseite
des Filters durch die in Gegenrichtung verlaufende Signalüber
tragung mittels des periodischen Kurzschließens noch weniger
beeinflußt wird.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die
Schaltungsanordnung zum periodischen Kurzschließen des Band
filters eine Modulatorschaltung, etwa in Form eines bipolaren
Transistors, aber auch eines Feldeffekttransistors. Vorzugs
weise ist die Frequenz zum periodischen Kurzschließen bzw. die
Modulatorfrequenz dabei klein gegenüber der Übertragungsfre
quenz. Um die Energieübertragung während des periodischen
Kurzschließens des Bandfilters möglichst unbeeinflußt zu las
sen, ist es, wie erwähnt, vorteilhaft, mit unsymmetrischem Tast
verhältnis zu arbeiten.
Eine besonders vorteilhafte Ausgestaltung der erfindungsge
mäßen Anordnung besteht darin, daß der Primärkreis des Band
filters Teil einer selbsterregenden Oszillatorschaltung in der
Primäreinheit ist. Auf diese Weise wird die Schaltungsanord
nung für den erfindungsgemäßen Übertrager noch weiter verein
facht. Denn es ist in vielen Anwendungsfällen, wie zum Bei
spiel bei Meldern, Detektoren oder "passiven" Glasbruch-Alarm
gebern nicht erforderlich, die Bandfiltereigenschaften bei
kritischer bis überkritischer Kopplung voll auszunützen. In
zahlreichen Anwendungsfällen, wie etwa auch bei Glasbruch
meldern oder sonstigen Detektoren, kann auf eine konstante
Ausgangsspannung verzichtet werden, so daß der Primärkreis des
Bandfilters Teil der selbsterregenden Oszillatorschaltung mit
dem besagten Vorteil sein kann.
Besonders vorteilhaft ist es im Zusammenhang mit der letztge
nannten Ausführungsform, wenn der Primärkreis für die Oszilla
torschaltung frequenzbestimmend ist.
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 Stromver
stärkung einzelner Transistoren in die Schleifenverstärkung
ein. Bei Spannungssteuerung dagegen ist die Steilheit - sieht
man einmal von den Basis- und Emitterbahnwiderständen ab - im
interessierenden Bereich nur linear vom Emitterstrom abhängig.
Zur Überwachung bewegbarer Fenster oder Türen ist die erfindungsgemäße Anordnung
besonders geeignet, da die an Zarge und Rahmen
jeweils angebrachten Bandfilterkreise einen geringen Platz
bedarf haben.
Der Alarmgeber ist vorzugsweise ein Glasbruchmelder.
Gemäß einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung insbesondere
aber nicht ausschließlich bei der Verwendung des erfindungs
gemäßen 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
können.
Eine einen Alarm vortäuschende Modulation
kann primärseitig dadurch auftreten, daß ungewollt von
außen, etwa durch Störsignale, ein Kurzschließen des sekundär
seitigen Teils des Bandfilters erfolgt. Um insbesondere diese
Möglichkeit auszuschließen oder es zumindest sehr unwahr
scheinlich zu machen, daß dadurch ein Fehlalarm ausgelöst
wird, erfolgt bei einer weiteren Ausführungsform der Erfindung
das periodische Kurzschließen des sekundärseitigen Bandfilters
mit einem kodierten Signal. Das kodierte Signal kann dabei in
vielfältiger Weise, vorzugsweise mit einer vorgegebenen
Kodierungsfrequenz und/oder einem vorgegebenen Kodierungs
tastverhältnis kodiert sein.
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. Vorzugs
weise weist das kodierte Signal im Alarmfall eine erste
Kodierungsfrequenz und/oder ein erstes Kodierungstastver
hältnis und im Nicht-Alarmfall eine zweite Kodierungsfrequenz
und/oder ein zweites Kodierungstastverhältnis auf. Dadurch
kann klar unterschieden und ausgewertet werden, ob ein
Alarmfall oder ein Nicht-Alarmfall vorliegt. Vorzugsweise ist
die erste Kodierungsfrequenz für den Alarmfall dabei kleiner
als, insbesondere halb so klein wie die zweite Kodierungs
frequenz 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.
Um die Störanfälligkeit der Alarmanlage weiter zu verringern,
weist das kodierte Signal während seines Auftretens, also
während der Tastung eine vorgegebene Frequenz und/oder ein
vorgegebenes Tastverhältnis auf, wobei diese Frequenz kleiner
als die erste oder zweite Kodierungsfrequenz ist.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind weiterhin in
den Unteransprüchen angegeben.
Die vorliegende Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeich
nungen erläutert. Es zeigt
Fig. 1 eine schematische Darstellung für einen kontaktlosen
Kabelübergang im Anwendungsfall einer Glasbruch-Melde
anordnung,
Fig. 2 eine ins einzelne gehende Schaltungsdarstellung des in
Fig. 1 dargestellten kontaktlosen Kabelübergangs,
Fig. 3 schematische Darstellung von Alarmsignalverläufen,
Fig. 4a und 4b schematische Darstellungen von Signalverläufen
für kodierte Signale zum periodischen Kurzschließen
des sekundärseitigen Bandfilters und
Fig. 5a und 5b schematische Darstellungen von alternativen
Signalverläufen für die kodierten Signale.
Fig. 1 zeigt am Beispiel einer Alarmgeberanordnung die Verwen
dung eines erfindungsgemäßen kontaktlosen, induktiven Übertra
gers mit einem Bandfilter 1, das die elektrische Versorgungs
energie von einer Primäreinheit auf eine Sekundäreinheit mit
einem Glasbruchmelder 2, sowie vom Glasbruchmelder 2 abgege
bene Signale der Sekundäreinheit auf die Primäreinheit kon
taktlos überträgt. Ein primärseitiger Bandfilterkreis 3 weist
eine Induktivität in Form einer Spule 4 und einen Kondensator
5 auf, die miteinander parallel geschaltet sind. Der untere
gemeinsame Verbindungspunkt von Spule 4 und Kondensator 5
liegt an einer positiven Anschlußklemme 6, während der obere
gemeinsame Verbindungspunkt am Kollektor eines 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 Kol
lektor 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 Verbin
dungspunkt 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.
Die Sekundäreinheit der Alarmgeberanordnung weist einen sekun
därseitigen Bandfilterkreis 20 mit parallel liegender Spule 21
und Kondensator 22 auf. Die Spule 4 des primärseitigen Band
filterkreises 3 und die Spule 21 des sekundärseitigen Bandfil
terkreises 20 sind miteinander zur Energie- und Signalübertra
gung induktiv gekoppelt. Der untere gemeinsame Verbindungs
punkt zwischen der Spule 21 und dem Kondensator 22 des sekun
därseitigen Bandfilterkreises 3 liegt an Masse, wogegen der
gemeinsame obere Verbindungspunkt direkt mit dem Kollektor
eines Transistors 23 und über einen Widerstand 24 mit dem
Glasbruchmelder 2 und dem Eingang einer kombinierten Diskrimi
nator- und Modulatorschaltung 25 verbunden ist. Der Emitter
des Transistors 23 liegt an Masse, während die Basiselektrode
über einen Widerstand 26 mit dem Ausgang der kombinierten Dis
kriminator- und Modulationsschaltung 25 verbunden ist. Die
kombinierte Diskriminator- und Modulationsschaltung 25 erhält
von einem Oszillator 27 Taktsignale zugeleitet.
Der Transistor 7 stellt dem primärseitigen Bandfilterkreis 3
des Bandfilters 1 entsprechend der Aussteuerfrequenz 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 Detektoran
ordnung, hier dem Glasbruchmelder 2, zur Stromversorgung
bereitgestellt wird.
Gleichzeitig dient das Bandfilter 1 auch als kontaktloser, in
duktiver Übertrager für die vom Glasbruchmelder 2 abgegebenen
Signale. Dazu wird der sekundärseitige Bandfilterkreis 20 über
den Transistor 23 periodisch kurzgeschlossen, wobei der Tran
sistor von der kombinierten Diskriminator- und Modulatorschal
tung 25 entsprechend der vom Oszillator 27 bereitgestellten
Taktfolge abwechselnd in den leitenden und nicht leitenden Zu
stand versetzt wird.
Nach Übertragung des Signals über die induktiv gekoppelte
Spule 21 des sekundärseitigen Bandfilterskreises 20 auf die
Spule 4 des primärseitigen Bandfilterkreises 3 nach Art einer
Modulation der primärseitig auftretenden Kollektorspannung
gelangt das vom Glasbruchmelder 2 abgegebene Signal über ein
aus den Kondensatoren 10 und 15, den Dioden 11 und 16 sowie
dem Widerstand 12 bestehenden Schaltkreis auf einen Eingang
des Diskriminators 13, in dem die Abtrennung und Auswertung
des Signals in bekannter Weise vorgenommen wird.
In dem Falle der Verwendung der erfindungsgemäßen Anordnung
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 Stirnseiten
kopplung der Spulen 4 und 21 besonders vorteilhaft, weil
dadurch ein geringer Raumbedarf besteht und keine Langloch-
sondern eine Rundlochbohrung, die einfacher auszuführen ist,
zum Einsetzen der Spulen 4 und/oder 21 ausreicht.
Fig. 2 zeigt eine ins einzelne gehende Ausführungsform der er
findungsgemäßen Anordnung, wie er im Zusammenhang mit einer
Alarmgeberanordnung eingesetzt wird. Schaltungselemente und
Bauteile, die denen von Fig. 1 entsprechen, sind in Fig. 2 mit
denselben Bezugszeichen wie in Fig. 1 versehen und werden
nicht nochmals beschrieben. An der positiven Anschlußklemme 6
liegen ein Kondensator 31, ein Widerstand 32, ein Kondensator
33 und ein Anschluß der Spule 4 des primärseitigen Bandfilter
kreises 3. Der Kondensator 31 ist mit seinem anderen Anschluß
geerdet. Der Widerstand 32 ist mit seinem von der positiven An
schlußklemme 6 abgewandten Ende mit einem Widerstand 34, einem
Kondensator 35 und der Basiselektrode des Transistors 7 ver
bunden. Die der Basiselektrode des Transistors 7 abgewandten
Anschlüsse des Widerstands 34 und des Kondensators 35 liegen
an Masse. Der von der positiven Anschlußklemme 6 abgewandte An
schluß des Kondensators 33 ist mit einem weiteren Kondensator
36 verbunden, die zusammen den in Fig. 1 dargestellten Kon
densator 5 bilden. Der vom Kondensator 33 abgewandte Anschluß
des Kondensators 36 ist mit dem von der positiven Anschlußklemme 6
abgewandten Anschluß der Spule 4 des primärseitigen Bandfil
terkreises 3 verbunden, der seinerseits am Kollektor des
Transistors 7 liegt. Der Verbindungspunkt zwischen den Kon
densatoren 33 und 36 liegt am Emitter des Transistors 7 und
über einen Widerstand 37 am Ausgang 14 für das Alarmsignal.
Der Emitter des Transistors 7 liegt über den Emitterwiderstand
8 an Masse. Mit dem Ausgang 14 für das Alarmsignal ist weiter
hin ein Kondensator 38 verbunden, dessen anderer Anschluß
geerdet ist.
In der Sekundäreinheit ist der sekundärseitige Bandfilterkreis
20 mit der Spule 21 und dem Kondensator 22 mit einem positiven
Anschluß 41 eines Verbrauchers, im vorliegenden Ausführungs
beispiel des Glasbruchmelders 2, und der andere Anschluß des
sekundärseitigen Bandfilterkreises 20 über eine Diode 42 mit
dem negativen Anschluß 43 des Verbrauchers verbunden. Die
Anode der Diode 42 ist hierbei mit dem negativen Anschluß 43
und die Kathode derselben ist mit dem sekundärseitigen Band
filterkreis 20 verbunden. Der Anschluß des sekundärseitigen
Bandfilterkreises 20 ist weiterhin mit der Anode einer Diode
44 verbunden, deren Kathode am Kollektor des Transistors 23
liegt, dessen Emitter mit dem positiven Anschluß 41 und dessen
Basiselektrode mit dem Ausgang eines Impulsgenerators 45 in
Verbindung steht. Die Energieversorgung des Impulsgenerators
45 wird vom sekundärseitigen Bandfilterkreis 20 bereitge
stellt. Der Impulsgenerator 45 wird vom Verbraucher, im vor
liegenden Ausführungsbeispiel vom Glasbruchmelder 2, ange
steuert. Zwischen dem positiven und negativem Anschluß 41 bzw.
43 liegt ein Kondensator 46.
Der in Fig. 1 dargestellte Oszillator 9 der Primäreinheit
besteht aus den in Fig. 2 dargestellten Bauelementen 31 bis
36, 4 und 7. Er schaltet den Transistor 7 beispielsweise mit
einer Frequenz von 145 kHz, so daß die auf die Sekundäreinheit
zu übertragende Energie in der bereits in Fig. 1 beschriebenen
Weise über das Bandfilter 1 bzw. deren Bandfilterspulen 4 und
21 induktiv übergeben wird. Nach Gleichrichtung durch die
Diode 42 und Glättung durch den Kondensator 46 in der Sekun
däreinheit wird die Versorgungsspannung über die Anschlüsse 41
und 43 einem Verbraucher, im vorliegenden Fall dem Glasbruch
melder 2, bereitgestellt.
In dem in Fig. 2 dargestellten Ausführungsbeispiel ist der
primärseitige Bandfilterkreis 3 als frequenzbestimmender Kreis
in der selbsterregenden Oszillatorschaltung aufgenommen. Da
durch ist die Ausgangsspannung am Sekundärkreis in Abhängig
keit von der kritischen bis überkritischen Kopplung zwar nicht
mehr konstant, dies kann jedoch in vielen Anwendungsfällen zu
Gunsten einer einfachen Schaltungsanordnung in Kauf genommen
werden.
Bei geeigneter Dimensionierung des Oszillators wird dieser
versuchen, bei Bedämpfung durch den sekundärseitigen Bandfil
terkreis 20 seine Schwingungsamplitude konstant zu halten.
Dies wird er so lange tun, bis die Bedämpfung des primärsei
tigen Bandfilterkreises 3 eine Aufrechterhaltung der Schlei
fenverstärkung von 1 nicht mehr erlaubt. In diesem Moment
bricht die Schwingung ab. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel
wird die Schaltungsanordnung allerdings vorzugsweise so
dimensioniert, daß die Schwingung nicht abreißt.
Vorteilhafterweise ist der Transistor 7, der als Oszillator
transistor dient, durch Mitkopplung spannungsgesteuert. Die
Spannungssteuerung hat gegenüber der Stromsteuerung Vorteile.
Bei der Stromsteuerung geht nämlich die große Streuung der
Stromverstärkung einzelner Transistoren in die Schleifenver
stärkung ein. Dagegen ist bei einer Spannungssteuerung die
Steilheit - von den Basis- und Emitterbahnwiderständen einmal
abgesehen - im interessierenden Bereich vom Emitterstrom nur
linear abhängig.
Durch die periodische Schaltung des Transistors 23 in der Se
kundäreinheit mit den vom Impulsgenerator 45 bereitgestellten
Impulsen wird der sekundärseitige Bandfilterkreis 20 peri
odisch kurzgeschlossen, wie dies bereits im Zusammenhang mit
Fig. 1 beschrieben wurde. Der spannungsgesteuerte Oszillator
hält die Schwingung durch die emitterstromabhängige Veränder
ung seiner Steilheit aufrecht. Dies erzielt er durch Gleich
richtung an seiner Basis-Emitterdiode, wodurch sich der
Arbeitspunkt verschiebt. Wird nun der primärseitige Band
filterkreis 3 durch periodisches Abschalten der angekoppelten
Bedämpfung be- oder entlastet, wird sich der Oszillatorstrom
durch die genannte Selbstregelung entsprechend periodisch
verändern.
Über einen einfachen, aus dem Widerstand 37 und dem Kondensa
tor 38 bestehenden RC-Tiefpaß kann diese periodische Bedämp
fung, die als Modulation angesehen werden kann, zum Beispiel
am Emitter des Transistors 7 ausgekoppelt, und über den Aus
gang 14 einer (nicht dargestellten). Auswerteschaltung bereit
gestellt werden.
Am Ausgang 14 für das Alarmsignal treten drei unterschiedliche
Signalkriterien auf, die in Fig. 3 dargestellt sind:
Ist die Türe oder das Fenster offen, liegt am Ausgang 14 eine
Ausgangsspannung von ca. 0,2 V an. Ist dagegen die Türe oder
das Fenster geschlossen, liegt am Ausgang 14 eine Spannung von
ca. 0,3 V an. Meldet der Glasbruchmelder 2 dagegen einen
Glasbruch, so ergibt sich ein impulsförmiges Alarmsignal.
Die Auswertung der genannten drei Signale kann in üblicher
Weise durchgeführt werden, so daß hierauf nicht weiter ein
gegangen zu werden braucht.
Der Impulsgenerator 45 der Sekundäreinheit weist ebenfalls
einen üblichen Aufbau auf, so daß er hier nicht im einzelnen
beschrieben werden muß. Als Modulator für den sekundärseitigen
periodischen Kurzschluß kann ein bipolarer Transistor, wie
dies in den Figuren dargestellt ist, aber auch ein Feldeffekt
transistor verwendet werden.
Bei dem in Fig. 2 dargestellten Ausführungsbeispiel haben die
Bauelemente folgende Werte:
Kondensator 31 = 2,2 µF, Widerstand 32 = 100 kOhm, Kondensator 33 = 220 nF, Widerstand 34 = 10 kOhm, Kondensator 35 = 0,1 µF, Kondensator 36 = 6,8 nF, Widerstand 37 = 22 kOhm, Kondensator 38 = 10 nF, Emitterwiderstand 8 = 470 Ohm, Kondensator 22 = 6,8 nF, Kondensator 46 = 1 µF. Als Transistoren 7 und 23 wur den die Transistortypen BC 548 verwendet. Die Spulen 4 und 21 des Bandfilters 1 weisen 150 Windungen auf (10×0,07 CulS).
Kondensator 31 = 2,2 µF, Widerstand 32 = 100 kOhm, Kondensator 33 = 220 nF, Widerstand 34 = 10 kOhm, Kondensator 35 = 0,1 µF, Kondensator 36 = 6,8 nF, Widerstand 37 = 22 kOhm, Kondensator 38 = 10 nF, Emitterwiderstand 8 = 470 Ohm, Kondensator 22 = 6,8 nF, Kondensator 46 = 1 µF. Als Transistoren 7 und 23 wur den die Transistortypen BC 548 verwendet. Die Spulen 4 und 21 des Bandfilters 1 weisen 150 Windungen auf (10×0,07 CulS).
Beispielsweise läßt sich das Prinzip des erfindungsgemäßen
Übertragungsverfahrens ganz allgemein bei der kontaktlosen,
induktiven Übertragung zwischen einem Empfänger und einem
Sender bei gleichzeitiger kontaktloser Energieübertragung an
den Sender anwenden.
In Fig. 4a ist ein Beispiel für ein kodiertes Signal zum Kurz
schließen des sekundärseitigen Bandfilters 1 im Alarmfall
dargestellt. Beispielsweise ist die Frequenz, mit der das
kodierte Signal auftritt, 16 Hz und das Tastverhältnis 1 : 8.
Das heißt, im Alarmfall wird das sekundärseitige Bandfilter
pro Periode des Kodierungssignals 51 in einem Zeitraum von 7,8 ms
mit einer Schaltfrequenz von beispielsweise 145 kHz kurzge
schlossen und während eines Zeitraums von 62,4 ms tritt je
weils kein Kurzschluß auf. Liegt dagegen kein Alarmfall vor,
so sieht das kodierte Signal 52 beispielsweise wie in Fig. 4b
dargestellt aus. In diesem Falle ist die Kodierungsfrequenz
des kodierten Signals beispielsweise 32 Hz und das Kodierungs
tastverhältnis beträgt 1 : 4. Auf diese Weise ist es in der
Auswerteschaltung primärseitig ohne weiteres möglich, zwischen
einem Alarmfall und einem Nicht-Alarmfall zu unterscheiden und
insbesondere können auch zufällig auftretende Störsignale von
den eigentlichen Alarm- und Nicht- Alarm- bzw. Überwachungs
signalen zuverlässig unterschieden werden.
Die in Fig. 5a und 5b dargestellten Signalverläufe 53 und 54
entsprechen den Signalverläufen 51 bzw. 52 der Fig. 4a und
4b, jedoch mit dem Unterschied, daß während der Zeit, während
der mit den kodierten Signalen ein periodisches Kurzschließen
des sekundärseitigen Bandfilters 1 erfolgt, die kodierten
Signale ihrerseits nochmals beispielsweise mit einer Frequenz
von 1024 Hz und beispielsweise mit einem Tastverhältnis von
etwa 1 : 1 periodisch alternieren. Diese zusätzliche Art von
Modulation erhöht die Störsicherheit und Funktionssicherheit
der Alarmanlage weiter, da auch diese Kriterien in der primär
seitigen Auswerteschaltung berücksichtig werden können.
Claims (19)
1. Alarmgeberanordnung mit einer eine Energieversorgungs
schaltung und eine Signalauswerteschaltung umfas
senden Primäreinheit, einer einen Alarmgeber (2) umfas
senden Sekundäreinheit und einem Bandfilter (1) zum
kontaktlosen, induktiven Übertragen sowohl elektrischer
Versorgungsenergien von der Primäreinheit zur Sekundär
einheit als auch von Signalen von der Sekundäreinheit zur
Primäreinheit,
dadurch gekennzeichnet, daß die Sekundäreinheit eine
durch den Alarmgeber (2) aktivierbare
Schaltungsanordnung (23, 25, 27 bzw. 23, 45) zum periodischen
Kurzschließen des Bandfilters (1)
aufweist.
2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die
Schaltungsanordnung zum periodischen Kurzschließen ein vom
Ausgangssignal des Alarmgebers (2) angesteuerter Oszilla
tor (45) ist.
3. Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der
Oszillator (45) einen Schalttransistor (23) ansteuert.
4. Anordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der
Schalttransistor (23) ein Feldeffekt-Transistor ist.
5. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß die Taktfrequenz des periodischen
Kurzschließens bezüglich der Übertragungsfrequenz klein
ist.
6. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß das periodische Kurzschließen mit
einem unsymmetrischen Tastverhältnis erfolgt.
7. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß die Schwingung in der primärseitigen
Oszillatorschaltung (9) durch deren spezielle Dimensionierung
während des Kurzschließens nicht
abreißt.
8. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß der primärseitige Bandfilterkreis (3)
des Bandfilters (1) Teil einer selbsterregenden Oszilla
torschaltung (9) in der Primäreinheit ist.
9. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß vorwiegend der primärstufige Bandfil
terkreis (3) des Bandfilters (1) für die Oszillatorschal
tung (9) frequenzbestimmend ist.
10. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß der Alarmgeber (2) ein Glasbruchmelder
ist.
11. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß die Spulen (4 bzw. 21) der Bandfilter
kreise (3 bzw. 22) des Bandfilters (1) mit ihren Stirnsei
ten gekoppelt sind.
12. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekenn
zeichnet durch die Verwendung in Zusammenhang mit beweg
baren Fenstern oder Türen.
13. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß die Primäreinheit in stationären
Fenster- oder Türrahmen und die Sekundäreinheit in
beweglichen Fenstern oder Türen angeordnet ist.
14. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß das periodische Kurzschließen des
sekundärseitigen Bandfilterskreises (20) mit einem
kodierten Signal (51 bis 54) erfolgt (Fig. 4 und 5).
15. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß das kodierte Signal eine vorgegebene
Kodierungsfrequenz und/oder ein vorgegebenes Kodierungs
tastverhältnis aufweist (Fig. 4 und 5).
16. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß für den Alarmfall und für den Nicht-
Alarmfall jeweils unterschiedlich kodierte Signale (51, 53
bzw. 52, 54) vorgesehen sind (Fig. 4 und 5).
17. Anordnung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß
das kodierte Signal im Alarmfall mit einem ersten Kodier
ungstastverhältnis bzw. mit einer ersten Kodierungsfre
quenz und im Nicht-Alarmfall mit einem zweiten Kodierungs
tastverhältnis und/oder einer zweiten Kodierungsfrequenz
erfolgt.
18. Anordnung nach einem der Ansprüche 14 bis 17, dadurch
gekennzeichnet, daß das kodierte Signal (53, 54) während
seines Auftretens eine vorgegebene Frequenz und/oder ein
vorgegebenes Tastverhältnis aufweist (Fig. 5).
19. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß die Oszillatorschaltung (9)
spannungsgesteuert ist.
Priority Applications (1)
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DE4112064A DE4112064A1 (de) | 1990-04-12 | 1991-04-12 | Alarmgeberanordnung |
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DE4112064A DE4112064A1 (de) | 1990-04-12 | 1991-04-12 | Alarmgeberanordnung |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
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DE4112064A1 DE4112064A1 (de) | 1991-10-17 |
DE4112064C2 true DE4112064C2 (de) | 1992-03-26 |
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ID=25892173
Family Applications (1)
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