DE2615769A1 - Sicherheitsalarmanlage zum uebertragen von kodierten signalen, mit einem von einer person getarnt tragbaren sender - Google Patents

Description

DIPL-ING. ALBERT BOEUMEKT DR. ING. WALTER HOORMANN DIPL-PHYS. DR. HEINZ GODDAI

RECHTSAHWALT WILHELM J. H. STAHLBERS

D-28IREUEN1. POSTFACH 786. (0421) »74044 SECÜRITON AG.

Zollikofen

(Schweiz)

Sicherheitsalarmanlage zum Uebertragen von kodierten Signalen, mit einem von einer Person getarnt tragbaren Sender

Diese Erfindung betrifft eine Sicherheitsalarmanlage zum Uebertragen von kodierten Signalen, mit einem von einer Person getarnt tragbaren Sender, welcher ein mit einer Tonfrequenz modulierbares Hochfrequenzsignal erzeugt, und einem auf dieses Hochfrequenzsignal abgestimmten, eine Antenne, einen Empfängerteil, eine Dekodiereinrichtung und Anschlussklemmen für die Alarmvorrichtung aufweisenden Empfänger.

Für den Schutz von hohen Geldsummen oder anderen wertvollen Gütern verantwortliche Männer sind oft genötigt, einen Alarm innerhalb sehr kurzer Zeit auszulösen. In derartigen Fällen können sie überfallen oder gar getötet werden, wenn sie versuchen, jenen Punkt zu erreichen, von welchem aus sie den Alarm auslösen können. Wenn beispielsweise ein Geldtransport von einer Bank in einen Panzerwagen durchgeführt werden soll, sind die diese

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Arbeit überwachenden Männer gegenüber allfälligen Angriffen
nicht gut geschützt. Ideal wäre es, wenn die Wächter einen
Alarm auslösen könnten, ohne dadurch die besondere Aufmerksamkeit möglicher Angreifer auf sich zu lenken. Eine Lösung
wäre, diese Männer mit einem unauffälligen, versteckten Sender zu versehen, welcher fähig ist, kodierte Hochfrequenzsignale
auszusenden, die mittels eines in einem der umliegenden Gebäuden aufgestellten Empfängers aufgenommen werden können. Der Empfänger sollte nur auf bestimmte kodierte Signale ansprechen. Der Empfänger und der Sender sollten möglichst einfach aufgebaut sein. Darüber hinaus sollte der Empfänger, um grösstmögliche Sicherheit zu gewährleisten, eine Anzahl verschiedener Kodes empfangen .und unterscheiden können. Die Art der Kodierung scheint ein
kritischer Faktor für die sichere Arbeitsweise einer von jedermann leicht zu bedienenden Anlage zu sein.

Es ist bereits eine Sicherheitsalarmanlage zum Uebertragen von kodierten Signalen bekannt, mit einem von einer Person getarnt getragenen Sender, welcher ein moduliertes Hochfrequenzsignal erzeugt und einem auf dieses Hochfrequenzsignal abgestimmten, einen Detektor, eine Dekodiereinrichtung und Anschlussklemme
für eine Alarmvorrichtung aufweisenden Empfänger.

Aufgabe der Erfindung ist eine einfache Sicherheitsalarmanlage zum Uebertragen von kodierten Signalen mit einem von einer
Person getarnt tragbaren Sender, welcher gestattet, kodierte Hochfrequenzsignale auszusenden und einem Empfänger, welcher
zur grösstmöglichen Sicherheit eine Anzahl verschiedener Kodes empfangen und unterscheiden kann.

Ferner soll die Anlage eine hohe Empfangsempfindlichkeit, infolgedessen eine grosse Reichweite, aufweisen. Sie soll unempfindlich auf Störungen sein.

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Die eingangs beschriebene Sicherheitsalarmanlage zum Uebertragen von kodierten Signalen ist gekennzeichnet durch einen im Sender eingebauten Kodeoszillator mit einem Piezo-Resonator zur Lieferung eines Tonfrequenzsignals für die Modulation eines von einem Quarzoszillator gelieferten Hochfrequenzsignals und durch mehrere je mit einem Piezo-Resonator als Empfangsfilter versehene und im Empfänger eingebaute Dekoder.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist nachstehend an Hand der Zeichnungen näher erläutert.
Es zeigt

Fig. 1 ein Blockschema eines Senders der erfindungsgemässen Anlage,

Fig. 2 ein vollständiges Schema des Oszillators mit Piezo-Resonator für Kode,

Fig. 3 ein Blockschema eines Empfängers derselben Anlage, und Fig. 4 ein Schema eines Dekoder-Moduls.

In Fig. 1 stellt der Quarzoszillator 1 das frequenzbestimmende Organ des Senders dar. Dieser Oszillator schwingt auf einer Grundfrequenz, welche gleich V6 der schlussendlich erforderlichen Trägerfrequenz ist. Der Schwingquarz Q wird in dieser Schaltung in Serie-Resonanz betrieben, um den für die Frequenzmodulation erforderlichen Hub zu ermöglichen. Um ein stabiles Arbeiten unter allen Umständen sicherzustellen ist dieser Teil des Senders stabilisiert.

Mit 6 ist ein Kodeoszillator mit Piezo-Resonator bezeichnet, welcher die Modulationsfrequenz liefert. Für die Entscheidung zu diesem Kodierungsprinzip war besonders die Funktionssicherheit und Genauigkeit in Funktion aller möglicher Betriebseinflüsse, wie Spannung, Temperatur, Störgrössen massgebend.

Eine von der Modulationsfrequenz gesteuerte Diode MD mit variabler Kapazität ist dem Oszillator 1 derart zugeschaltet, dass

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die Oszillatorfrequenz im Takt der Modulationsfrequenz sich um einen kleinen Betrag ändert, also moduliert wird. Um von der Grundfrequenz auf die benötigte Trägerfrequenz zu gelangen, muss die Grundfrequenz um Faktor 6 vervielfacht werden. Vervielfachungen dieser Grössenordnung lassen sich nicht wirkungsvoll mit einer einzigen Stufe realisieren, weshalb bei vorliegendem Sender die Vervielfachung auf zwei Stufen aufgeteilt wird, nämlich eine Frequenzverdoppler-Stufe 2 und eine nachgeschaltete Verdreifacher-Stufe 3, an deren Ausgang die 6-fache Grundfrequenz fo χ 6, die gewünschte Trägerfrequenz ftp ansteht. In einer nachfolgenden Leistungsstufe 4 wird die erforderliche Sendeleistung erzeugt. Eine an die Leistungsstufe angekoppelte, auf frp abgestimmte Antenne 5 sorgt für die Abstrahlung der Sendeleistung.

Unter diesem Piezo-Resonator kann man eine Stimmgabel verstehen. Bekanntlich ergibt sich die Schwingfrequenz einer Stimmgabel im wesentlichen aus ihrer Schenkellänge und dem Abstand zwischen den Schenkeln. Um diese Stimmgabel in ihre Resonanzschwingung zu versetzen, muss diese durch einen Schlag, also Zuführen von Energie, erregt werden. Einmal erregt, schwingt die Stimmgabel auf ihrer Resonanzfrequenz mit einer sogenannten "gedämpften" Schwingung, d.h., dass die Schwingung, wenn der Gabel nicht laufend neue Energie zugeführt wird, langsam in ihrer Schwingungsamplitude kleiner wird und dann schlussendlich abbricht. Während dieses Ausschwingvorganges ändert sich die Frequenz nicht.

Ein Piezo-Resonator stellt an und für sich nichts anderes dar als das oben beschriebene System, nur mit dem Unterschied, dass dieser zur Aufrechterhaltung der Schwingung einen kleinen Kristall aufweist, über den Energie zur Gabel gebracht werden kann. Der kleine Kristall wandelt eine elektrische Energie in eine mechanische um und erregt die Stimmgabel auf ihrer Resonanzfrequenz. Ein gleicher Kristall, auf dem andern Schenkel

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montiert, dient als Abnehmer und liefert ein elektrisches Signal, das der Schwingfrequenz der Stimmgabel entspricht. Die Schwingfrequenz eines Piezo-Resonators weist eine sehr hohe Frequenzkonstanz von - 3,5 χ 10 auf. Die Piezo-Resonatoren lassen sich in entsprechenden Schaltungen sowohl als Oszillator wie als Empfangsfilter verwenden.

Die Kodierung erfolgt nach dem sog. Einton-Verfahren. Immer 1 Frequenz aus dem Normraster der Stimmgabel bildet die Senderkennung, den Kode. Die den Kode bestimmenden Piezo-Resonatoren sind in 48 Standard-Frequenzen erhältlich.

Fig. 2 zeigt ein vollständiges Schema des Oszillators mit Piezo-Resonator für Kode. Fl ist ein Feldeffekttransistor dessen Senke an einen Widerstand Rl und dessen Quelle an einen Widerstand R2 angeschlossen ist. Ein Kondensator Cl liegt an den beiden Klemmen des Widerstandes R2. Die Steuerelektrode des Fl ist an die Steuerelektrode eines zweiten Feldeffekttransistors F2 angeschlossen. Fl bildet einen Oszillator in dessen Rückkopplungspfad ein Piezo-Resonator PRl liegt. Ein Widerstand R3 ist an die Steuerelektrode von Fl und an den negativen Pol der Speisespannung angeschlossen, an welchem auch R2 liegt. Ein Kondensator C2 ist parallel zu R3 geschaltet. Rl, R2 und R3 bestimmen den Gleichstrom-Arbeitspunkt des Oszillators. Cl dient zur Verbesserung des Wirkungsgrades des Oszillators und C2 zur Dämpfung des Piezo-Resonators für harmonische Frequenzen. Die Senke des F2 ist an eine Klemme des Rl und an den positiven Pol der Speisespannung angeschlossen, während die Quelle über einen Widerstand R6 mit dem negativen Pol verbunden ist. F2 bildet einen Impedanzwandler, um Dämpfung des Oszillators zu vermeiden. Die Quelle von F2 ist über einen Kondensator C5 mitder Basis eines Transistors Tl verbunden, an welcher ein Widerstand R5 liegt, dessen andere Klemme an den negativen Pol angeschlossen ist. Der Kollektor des Tl ist direkt mit dem negativen Pol und der Emitter des Tl über einen Widerstand R4 mit dem

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positiven Pol verbunden. Parallel zur Kollektor-Emitterstrecke liegt ein Kondensator C3. Der Emitter ist an einen Kondensator c4 angeschlossen. Tl, R4, R5, C4, C5 bilden einen Niederfrequenzverstärker an dessen Ausgang C4 liegt.

Bei dem beschriebenen Sender handelt es sich somit um einen quarzgesteuerten VHF-Sender mit Frequenzmodulation. Die Antenne, als Rahmen ausgeführt, bildet einen festen Bestandteil des Senders. Die Kodierung erfolgt mittels eines Oszillators mit einem Piezo-Resonator, welcher über den ganzen Betriebsbereich des Senders eine hohe Frequenzkonstanz gewährleistet. Zudem entfällt jeglicher Abgleich des Kodeoszillators. Die Alarmauslösung kann über eine eingebaute Auslösetaste, oder durch ansteckbare externe Geber erfolgen. Zur Unterdrückung nicht gewollter Alarmauslösungen, wie z.B. zufälliges Betätigen der Auslösetaste, weist der Sender eine Auslöseverzögerung auf. Die Stromversorung des Senders kann wahlweise mit Trockenbatterie oder Akkumulator erfolgen.

In Fig. 3 ist ein Blockschema eines Empfängers dargestellt. Die Empfangsantenne 10 ist als V4 Lambda Rohrantenne ausgeführt. Der Empfängerteil 11 dient zum Empfang, Verstärkung, Mischung und Demodulation der modulierten Welle. Die Empfangs-Nennfrequenz wird durch einen Quarz festgelegt. Die Tonfrequenz wird einer Dekodiereinrichtung zugeführt, welche aus 4 Dekoder-Modulen 12 bis 15 besteht. 16 bis 19 sind Alarmausgänge entsprechend den 4 Koden. Die Zahl der Dekoder-Modulen kann grosser als 4 sein.

Fig. 4 zeigt ein Schema eines Dekoder-Moduls. Die Tonfrequenz am Ausgang des Empfangsteils 11 wird über einen Widerstand RlI einem Piezo-Resonator PR2 zugeführt, welcher als Empangsfilter dient. Der Widerstand RIl bildet die Impedanzanpassung zwischen Empfängerteil 11 und dem Eingang des PR2. Die Basis eines Transistors T2 ist an PR2 angeschlossen und sein Emitter liegt über

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R13 am Erdpotential. Der Kollektor des T2 ist über R12 mit der Basis verbunden. Parallel zum R13 liegt ein Kondensator CIl. T2, R12, R13 und ClI bilden einen Impedanzwandler zur Anpassung der Impedanz zwischen dem Ausgang des PR2 und einer Gleichrichterschaltung Dl, D2, welche über C12 an den Emitter des T2 angeschlossen ist. Dl, D2, C12, C13 dienen zur Glättung des gleichgerichteten Signals. Die Basis eines Transistors T3 ist an D2 und über einen Kondensator C13 an Erdpotential und an Emitter angeschlossen. Der Kollektor des T3 ist mit dem Kollektor des T2 und dem Ausgang der Schaltung verbunden. Ein Widerstand R15 liegt parallel zum C13. T3, R14 und R15 bilden den Ausgangsverstärker.

Die Dekoder-Module 12-15 sind steckbar ausgeführt. Die Anzahl der empfangenen Kode kann durch Stecken der entsprechenden Anzahl Dekoder-Module bestimmt werden. Ein Dekoder-Modul stellt ein hochselektives Filter mit Auswerter dar. Das nicht gezeigte Alarmrelais ist normalerweise angezogen und fällt bei Alarm ab. Die kodebestimmenden Piezo-Resonatoren werden steckbar vorgesehen, sodass der Kode nur durch Stecken des zugehörigen Piezo-Resonators gewählt werden kann.

Der Sender wird vorzugsweise so klein gestaltet, dass er in einem Gehäuse untergebracht werden kann, welches beispielsweise die Grosse einer Armbanduhr aufweist und zu Tarnungszwecken eine ähnliche Form aufweist.

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Claims (2)

1. Patentansprüche

   Sicherheitsalarmanlage zum Uebertragen von kodierten Signalen, mit einem von einer Person getarnt tragbaren Sender, welcher ein mit einer Tonfrequenz modulierbares Hochfrequenzsignal erzeugt und einem auf dieses Hochfrequenzsignal abgestimmten, eine Antenne, einen Empfängerteil, eine Impuls-Dekodiereinrichtung und Anschlussklemmen für eine Alarmvorrichtung aufweisenden Empfänger, gekennzeichnet durch einen im Sender eingebauten Kodeoszillator (6) mit einem Piezo-Resonator zur Lieferung eines Tonfrequenzsignals für die Modulation eines von einem Quarzoszillator (1) gelieferten Hochfrequenzsignals und durch mehrere je mit einem Piezo-Resonator als Empfangsfilter versehene und im Empfänger eingebaute Dekoder (12-15).
2. 2. Sicherheitsanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine von der Modulationsfrequenz gesteuerte Diode (MD) mit variabler Kapazität dem Quarzoszillator (1) zugeschaltet ist.

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   ORIGINAL INSPECTED