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无线电电子与电气工程百科全书 警卫无线电信道的编码器和解码器。 无线电电子电气工程百科全书
许多无线电爱好者和驾车者已经知道，现在内政机构可以安装在汽车上并通过无线电频道操作电子看门狗设备。 与广泛使用的声音信号警卫不同，具有无线电频道的看守人不会向整个区域发出警报，而只会向主人发出警报（尽管，如有必要，他可以用响亮的声音和光信号复制无线电信号） 。 通过无线电频道收到警报信号后，车主会根据具体情况采取行动，特别是报警并报告试图打开汽车或拆卸其部件的行为。 如果尽管采取了措施，盗窃确实发生了，那么仍然有可能在配备必要装备的警察的“紧追”中找到这辆车。 无线电频道自动防护由两个模块组成 - 发送和接收。 发射单元包括防护装置本身以及必要的传感器组、编码器和带有辐射天线的发射器。 该块安装在汽车上。 电源可以是板载电池，也可以是其自身的内置电池。 接收单元由接收天线、接收器、解码器和声音报警发生器组成。 该装置可采用自供电微型袖珍设计或台式高灵敏度电源供电接收器。 一般情况下，当自动防护被触发时，发射器开始发射由编码器生成的脉冲码调制的无线电信号。 带有解码器的接收器从大量广播信号中提取“它的”代码信号，并打开警报信号发生器。 实际上，由于实际任务的多样性，可以有多种组织无线电频道的选择。 但在任何情况下，无线电信道的参数都必须满足国家电信监察局制定的技术要求。 以下是主要的：
根据国际电信联盟《无线电规则》（第1卷，《无线电与通信》.M.，1985），习惯上用三个符号来指定辐射等级。 第一个字母 - 表示主载波的调制类型。 第二个 - 一个数字 - 关于调制主载波的信号的性质。 第三个 - 字母 - 传输信息的类型。 就我们的情况而言，字母 A 表示双边带调制，字母 F - 频率，P - 未调制脉冲序列。 数字1对应于一个通道包含量化或数字信息而不使用调制子载波（不包括通道的时间划分）的变体，而数字0对应于不存在调制信号。 最后，字母 D 分配给数字信息、遥测信号、遥控传输的情况。 很容易看出这里提出的要求主要与发射机有关。 这是可以理解的——毕竟，多个安全系统联合同时运行的可能性将在很大程度上取决于其质量。 接收器的特性可以是任意的，只要它在特定操作条件下提供可靠的通信并且本身不会成为干扰源即可。 显然，所列出的要求并不是最终的，并且随着该技术的发展将会得到完善。 无线电信道最复杂的节点是编码器和解码器。 因此，编辑们决定按照传统，通过一篇关于这些节点的文章来开始熟悉无线电频道卫士。 未来，计划发布无线电卫士其余节点的描述。 将无线电信道引入电子安全报警系统极大地扩展了其功能，并且需要设计人员解决一项艰巨的任务 - 确保在许多其他无线电信号（包括类似用途的信号）中可靠地选择一个无线电信号。 要做到这一点，似乎在一个或另一个无线电频段中找到一个“安静”部分并仅辐射其中的一个载波就足够了。 那么载体的消失将作为警报信号。 反之亦然 - 载体的出现将是一个警报信号。 这种无线电系统的实现非常简单。 然而，事实证明它无法使用。 首先，因为现代无线电频谱中实际上不存在“安静”部分； 其次，它没有以任何方式受到保护，即使是最原始的手段也无法阻止它，也没有受到引起错误呼叫的干扰，它很快就会令其创建者失望； 第三，这种对空气的使用可能会与无线电通信*的立法发生冲突。 另一种方法是用音调信号调制载波。 但在这里，创建具有必要选择性和精确频率位置的滤波器也存在困难，不允许在无线电接收器通带中放置任何大量通道：通常不超过 10-15，这意味着相同数量的受保护通道。对象。 当然，此类系统的抗噪声能力较低。 还可以使用脉冲信号对载波进行调制（键控）。 此类加密系统已被使用，但大多数形式非常简单：通过改变脉冲宽度 (PWM)、脉冲数量等来实现各种信号。 此类系统的能力也相对较小，尤其是在严格时间限制的传输中。 构建具有大组合“容量”的密码信号的可能原则之一是将分配给传输的时间分成相等的间隔 - 熟悉度，每个间隔对应于 0 或 1。如果对于 1，我们认为存在发射机天线中存在高频辐射，如果 0 - 没有高频辐射，则这样的密码信号将看起来像非常短的无线电电报消息。 在由n个字符空间组成的二进制序列中，可以放置2“不同的密码消息。确实，除了信息部分本身之外，这样的消息通常还包含辅助位（例如开始），这简化了其解密。 图 1 显示了实现这一原理的编码器的示意图。
编码器包含一个由石英稳定的低频振荡器（DD5.3、DD5.4、ZQ1）、一个触发器（DD4.3、DD4.4），当看门狗节点被触发时（至少有一个触发器），它会改变其状态。 “信号”输入端的短期高电平），节点将系统切换到待机模式（SB1，DD4.1，DD4.2）和计数器DD1，它控制开关DD2和DD3的操作。 通过将开关D02、DD3的信息输入端与正电源线或公共线连接来拨打一个或另一个密码组合。 密码组合的初始（零）熟悉度始终由 14 占据 - 起始位（高电平应用于 DD2 开关的引脚 1,2）。 熟人 14,..., XNUMX（根据捆绑的终端编号）按此顺序及时出现。 编码器利用来自元件 DD5.2 和 DD6.4 输出的信号控制无线电发射器的操作。 当DD5.2元件输出出现低电平时，发射机上电。 图 2 显示了加电节点的一种变体的示意图。
来自元件 DD6.4 输出的信号控制发射机高频路径的操作。 操纵信号可以通过缓冲晶体管VT2馈入中间或输出级晶体管的发射极电路（图3）。
仅当开关 SA1 位于“Code”位置时，才能传输密码组合。 “连续发射”位置用于控制发射器的模式和设置。 布防模式下，“信号”输入为低电平； 通过按下按钮SB4.3触发DD4.4、DD1被设置为状态0，其中时钟发生器被禁止，并且计数器DD1进入零状态，其中其输出处有低电压。 结果，开关DD2的输出为低(如在XO的输入处)，并且开关DD3的输出处于高阻状态。 发射机电源和操纵器均已关闭。 看门狗节点被触发后，“Signal”输入端的电平由4.3变为4.4，触发器DD1、DD1切换到状态1，发射机上电，时钟发生器开始工作。 计数器DD6.4和开关产生对应于接触域XXNUMX的跳线位置的脉冲的密码组合。 该密码组合通过打开的元件DDXNUMX进入发射器的操纵器。 在时钟发生器中带有“时钟”石英谐振器的编码器中，一次熟悉的持续时间将大约等于 1,95 ms。 整个密码组合的持续时间为 30 ms，它们之间的暂停时间约为 470 ms。 暂停的持续时间由二极管电阻器组件VD1-VD4.R9输出处的高电平信号的寿命决定。 例如，通过消除 VD4 二极管，持续时间可缩短至约 220 ms。 可能的密码组合总数为 2^14 = 16384。 要以更高的速度工作，只需将“时钟”石英谐振器更换为更高频率的石英谐振器即可。 然而，这显然会导致无线信道占用的带宽相应扩大，直至超出允许的边界，导致无线接收机的FSS带宽不足。 电源电压为 9 V 时，编码器在待机模式下消耗的电流不超过 1...2 μA。 安全节点的信号幅度不应小于 4 V。当电源电压降至 5 V 时，编码器仍保持运行。 针对通信信道中各种干扰的背景，“自己的”密码信号的选择被分配给解码器。 其原理图如图4所示。
解码器由时钟发生器组成，安装在元件 DD5.3、DD5.4 上，并由石英谐振器 ZQ1（与编码器的石英谐振器频率相同）稳定，触发器 DD4.1、DD4.3、由广播信号前端、放大和整形该信号的比较器DA1、用于将解码器切换到待机模式的节点(SB1、R7、C3、DD6.1)和控制操作的计数器DD1切换开关 DD2 和 DD3，就像编码器中一样。 此外，解码器还包括一个节点，用于将从空中接收到的密码组合与安装在解码器中的密码组合进行比较。 比较节点组装在元件DD5.2、DD6.2、DD7.1、DD7.2、DD7.3上。 按SB1按钮使解码器进入待机模式，同时DD6.1元件的输出处出现高电平脉冲，将触发器DD4.1、DD4.3设置为状态O并重置计数器DD1。 元件DD5.1关闭并且不将工作时钟发生器的脉冲传递到计数器DD1的输入C，因此其输出保持低电平。 一旦反相器DD4.4的输出出现从空中接收到的密码组合的脉冲，触发器DD4.3、DD4.1切换，元件DD5.1打开，计数器DD1开始对时钟发生器。 开关DD2、DD3产生对应于接触域X1的跳线的位置的示例性脉冲密码组合。 空灵密码组合和示例性密码组合的实际比较发生在元素 DD7.3 上。 它从起始位开始一点一点地进行，然后用元素 DD6.2 选通结果。 从 DD7.2 元件输出获取的选通脉冲占据每个熟悉度的第二个四分之一，这使得可以忽略接收到的密码组合相对于解码器中安装的密码组合的一些提前以及频率值的差异编码器和解码器的时钟发生器。 密码组合的第一次不匹配将解码器切换到其原始状态。 如果密码组合相同，则计数器DD2的输出10^1处出现高电平。 该信号包括报警信号单元，其方案如图5所示。
信号单元由两个发生器组成：一个安装在元件 DD1.1、DD1.2 上，工作频率为 007 ... 5 Hz，另一个发生器 - DD0,5、DD1 - 工作频率为1.3.. .1.4 kHz。 由于两个发生器的共同工作，BF1 声学压电发射器可再现短暂的令人不安的音调突发，并与相同持续时间的暂停交替。 如果需要大音量的报警信号，则不用压电BF2，而是基于负载动磁头BF1的晶体管VT1开启功率放大器。 头功率 - 不小于 1 W，电阻 - 2 欧姆。 在电源电压为 9 V 时，解码器和信号节点在待机模式下消耗的电流为 1,2 mA。 在报警模式下，如果声音发射器是压电元件，则解码器消耗 5 mA；如果声音发射器是动圈头 60 ГДШ-0,5，则解码器消耗 9 mA。 当电源电压降至 5 V 时，解码器仍保持工作状态。 解码器输入端的信号（无线电接收器检测器的输出端）必须具有正极性且幅度至少为 150 mV。
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