安全警报无线电频道的编码器和解码器。方案、说明

用于安全警报无线电通道的编码器和解码器。无线电电子电气工程百科全书

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该杂志不止一次回到安全警报无线电频道的话题。在安全技术中使用无线电通信通常很方便，有时甚至是传输警报信号的唯一方法。本文介绍了此类系统的另一个版本的编码器和解码器。

由于显而易见的原因，无线电广播变得更加容易获取已经过去了相当长的一段时间。不仅适合那些最初被称为无线电业余爱好者的人，还适合那些将其用于实际目的的人：远程无线电控制、个人无线电通信、无线电信标等。有趣的应用领域之一（最近也是相关的）是安全性各种远程物体，特别是车辆。

《Radio》杂志为此目的发布了多种设计，包括 Y. Vinogradov 的无线电频道 [1-3] 和 S. Biryukov 的无线电守望者 [4]。就其复杂性和基本基础的许多方面而言，这两种设计相似，尽管在实际应用中它们有些不同。这主要适用于在无线电干扰较强的条件下工作。如果在第一种情况下，很可能没有收到警报信号，而在另一种情况下，误报将会惹恼主人，这也会降低安全的可靠性。此外，空中持续存在的信号可能会引起无线电流氓的注意。无论如何，选择哪种设计取决于无线电爱好者自己。本文作者选择了出版物[1-3]。无线电信道的编码器和解码器发生了变化。

根据作者的说法，编码器电路 [1，图 1] 包含“额外”细节，这些细节不合理地限制了使用无线电发射单元的可能性。因此，元件 DD4.3 和 DD4.4 上“一次性”触发器的存在显然意味着仅使用接触传感器工作，并且在每次触发防护装置后需要所有者的干预。最好制作一个无线电发射装置作为安全声音警报的补充。通常，此类警报器包含必要的组件，包括执行组件（继电器、晶体管、晶闸管等）。这将允许业主根据情况选择看守人的必要操作模式，例如，在白天，针对入侵者使用声音警报，并在夜间切换到“静音”安全模式。然而，上述并不意味着无线电发射单元不能独立使用。

解码器[1，图2]包含不同微电路中包含的逻辑元件之间的大量连接，这使得难以创建紧凑的印刷电路板。而且虽然文章[3]的前言中指出，所有者可以随身携带无线电接收单元，但它并不能称为“口袋大小”。此外，尽管给出了可能的设计，但它没有提供这种情况下所需的内部天线。所有这些都促使文章作者在Yu.Vinogradov的设计基础上创建了自己的无线电信号加密的无线电频道。无线电发射单元（不带天线）的尺寸减小了近 3 倍，带磁性天线的无线电接收单元的尺寸减小了 2 倍。

编码器电路（带发射器）如图所示。一。

安全警报无线电频道的编码器和解码器

从功能上来说，它完全对应于 Yu. Vinogradov [1] 的类似节点。加密组合的最大可能数量也被保留 - 16384。这一变化仅影响无线电消息*的传输速度 - 切换多路复用器通道（熟悉度）的频率加倍，同时保持时钟发生器的频率。这样做，一方面是为了方便“布局”印刷电路板，另一方面是由于所使用的计数器的特性。然而，没有理由担心无线电带宽会超出允许的限制或无线电接收器中的压电陶瓷滤波器的带宽不够。作为一个例子，我们可以参考设计[4]，其中无线电发射器的调制频率甚至更高。

从图中可以看出，编码器仅组装在原始 CMOS 4000 系列的两块芯片上 [5]。 CD4060 (DD1) 微电路的内部结构与 14 位计数器 CD4020 (K561IE16) 类似，但不同的是，它在输入端具有来自缓冲器元件的输出，用于构造发生器。因此，它没有来自更多数字的输出 - 除了第二和第三位数字之外，第一和第十一数字也没有输出。

CD4067（DD2）芯片是一款由四位二进制码控制的16通道多路复用器-解复用器，可以替代两颗K561KP2（KR1561KP2）芯片。在图1的编码器电路中如图2所示，DD0微电路的输入A-D的参考名称和通道号X15-X1被保留。在开发印刷电路板时，AD 输入到 DDXNUMX 计数器输出的连接顺序发生了变化，因此通道的时间切换（熟悉度）完全按照图中所示的顺序（从上到下）发生。一般来说，应该注意的是，AD 输入和通道编号的指定是相当有条件的，因为公钥编号是由真值表根据地址代码决定的，而不是其他任何东西。

所提出的编码器的操作几乎与 Yu. Vinogradov 所描述的相同，尽管它有一些特殊性。首先，这适用于无线电消息之间暂停的形成。原始来源 [1] 没有说明其目的，但显然，需要暂停以在包含大量相似信息的密码组合的背景下突出显示起始位。因此，为了编码器和解码器的可靠联合操作（首先，当发送和接收的信息不匹配时），期望暂停持续时间不应小于无线电消息。

正如已经提到的，由于 DD1 计数器没有第 11 位输出，因此选择的暂停持续时间等于无线电消息本身（15,6 ms）。

编码器的另一个特点是，与发射器一样，它在待机模式下断电。通过向无线电发射单元（包括编码器）提供电源电压来保证报警模式，从而减少了外部连接的数量。要将 DD1 计数器设置为其初始状态，请使用电路 C12R8。它还在发射器发生器达到操作模式所需的时间内延迟开始警报信号的无线电传输，并允许该装置直接与接触传感器一起使用，而无需采取额外的措施来抑制接触弹跳。

电阻器R9、R10和石英谐振器ZQ2是DD1芯片内部振荡器的元件。二极管 VD1 保护器件免受电压源极性连接错误的影响。

在图中。图 2 显示了包含所考虑的编码器的无线电发射单元的印刷电路板的可能版本。编码器通常通过虚线与发射器分开。该板由单面箔玻璃纤维制成。较短的元件间连接和周到的零件布置使得无需屏蔽箔即可实现。

安全警报无线电频道的编码器和解码器

无线电发射器使用小尺寸进口电阻，但垂直安装在板上时也可以使用国产电阻（MLT、S2-23等）。

在石英谐振器和电路板之间放置一个薄橡胶垫圈，两面均用 88H 胶进行预润滑。谐振器用绝缘线固定，绝缘线也可用作电气跳线。如果谐振器的引线是刚性的（RK169、RK373），则必须将其缩短到最小长度，并且必须使用细线连接到印刷电路板，或者必须使用电阻器R3的引线。

高频天线插座X1使用自制的直径为2毫米的U形线夹安装在板上。在其末端切有 M2 螺纹，用于固定螺母。在套筒的螺纹侧面中，需要使用圆形针锉在夹具下方制作两个深度为 1...1,5 mm 的凹槽。为了制作该部件，可以方便地使用 PG-3 饼干开关的紧固销来代替电线。插座的输出用导体连接到板上。

发射机具有连续辐射模式。由于这种模式很少使用（主要用于建立整个无线电信道），因此其实现方式有些不寻常（图3）。

安全警报无线电频道的编码器和解码器

发射单元的外壳由薄镀锡金属板制成，并与公共电线电连接。在L4线圈架机架上方的外壳盖上钻一个直径为3毫米的孔。 M2,5 螺母与孔同轴焊接到盖内侧。螺钉从外侧拧入螺母。由于上述线圈架支架在板上与晶体管VT3的集电极电连接（见图1），因此拧紧螺钉时，集电极会与外壳短路，对应于连续辐射模式。

需要在支架的突出部分“种植”一滴焊料，并在螺丝头下方放置一个由弹性材料（例如多孔橡胶）制成的垫圈。其厚度应使得在没有接触的情况下略微受压，以防止螺钉自发旋出。也可以使用弹簧。外壳材料的一定弹性确保了可靠的接触。建议使用铜螺丝。

电容器C10-K53-1A，其余-KM或K10-176。 ZQ2石英谐振器采用扁平外壳，比常见的RV-72略小。可以在微型圆柱形表壳中使用手表的谐振器。

通过使用一滴焊料将 DD2 芯片的引脚连接到相应的印刷导体来设置所选的密码组合。

编码器无需调整。具有可维修部件且无安装错误，一旦施加电源电压即可立即开始工作。借助示波器，可以在 DD9 微电路的引脚 1 处观察时钟发生器的矩形脉冲，并在 DD1 (CT) 的引脚 2 处观察键入的密码组合。

译码器电路如图4所示。 XNUMX.它与Yu.Vinogradov描述的主要区别在于从空中接收到的加密组合与解码器中安装的加密组合之间的比较单元。比较几乎立即沿着每个熟悉区域（解码器）中间的计数器脉冲的上升沿发生。这使得可以在很大程度上忽略编码器和解码器中石英谐振器的不均匀频率，并略微提高抗噪性。此外，这种结构更容易实现并且需要更少的芯片。

安全警报无线电频道的编码器和解码器

当解码器通过电容器 C1 的高电平脉冲上电时，DD2 微电路的触发器被设置为状态 1（无论其他输入的状态如何）。触发器DD2.2输出的高电平使计数器DD4复位并禁止其进一步操作。此后，触发器 DD2.1 的输出立即出现低电平，因为其输入 R 保持高电平。这允许触发 DD2.2 时钟输入 C 的操作。解码器进入待机模式。

在此模式下，DD0 多路复用器的 X5 通道关闭，地址输入 AD 的组合为 0000。相应地，其余通道打开，包括 XI5，并且在 DD9 元件的引脚 3.3 处有一个低电平（切换开关SA1闭合，因为电源已打开）。报警节点 [1] 未工作。对于组装在元件 DD1.1 和 DD1.3 上的时钟发生器，DD8 的引脚 1.3 处的低电平是允许的，因此在待机模式下它会产生矩形脉冲。

当空中出现警报信号时，更准确地说，出现在无线电发射单元中安装的密码组合的起始位时，DD1.4元件的输出处将出现高电平。触发器 DD2.2 将切换并启用计数器 DD4，并在输入 C 上触发 DD2.1。在计数器操作的同时，DD5 多路复用器按照中所示的顺序开始枚举密码组合（熟悉度）。图表（从上到下）。它与从空气中接收到的信号的比较发生在元件 DD1.2 处。

比较结果（如果匹配则为 0，如果信号不同则为 1）被传送到触发器 DD2.1 的信息输入 D。每个熟悉区域中间的触发器输入 C 接收来自 DD5 计数器输出 4 的脉冲边沿。仅当信号在某个点不匹配时，才可以将触发器切换到单一状态。如果接受的和安装的加密组合不匹配，则发生类似于进入待机模式的过程，唯一的区别是延时不再取决于电容器C1的充电时间，而是仅由时间参数确定使用的微电路。

已建立的加密组合与从空中接收到的加密组合完全一致，这意味着 DD5 多路复用器已搜索到所有熟悉的内容。当与地址输入 15 组合时，通道 X1111 将是最后打开的。在这种情况下，报警单元的输入和元件 DD8 的引脚 1.3（开关 SA1.1 的触点闭合）将连接到电压分压器R1R2。该分压器上的电压约为电源电压的 5/6，对应于高逻辑电平。闹钟将响起，时钟将停止。该状态将一直保持到按下 SB1 按钮为止。

使用具有两组触点的 SA1 开关扩展了无线电防护的功能。一组触点（SA1.2）用于在便携式电池供电版本中使用时关闭接收单元的电源，第二组（SA1.1）用于在使用便携式电池供电版本时禁用警报模式锁定。由连接到 XS1 连接器的外部单元供电。在这种情况下，触点 SA1.2 的状态并不重要，因为电池由插座的触点 2 和 3 关闭。

除了 6...9 V 电压的稳定电源外，外部单元还可以包含其他电子设备，例如具有其他声源静音功能、警报时间和数量的大音量警报单元录音机 [6] 或通过电话 [7] 传输警报消息的设备。

在结构上，该块可以被设计在例如电子表、无线电接收器等中，顺便说一句，它们本身可以具有信号单元。

当开关 SA1.1 的触点打开时，报警信号不会在解码器中记录（该功能由外部单元以一种或另一种形式执行），因为时钟发生器继续运行。在这种情况下，一旦广播恢复“静音”，解码器将自动返回待机模式（在加密组合第一次不匹配时）。当然，在与无线电发射单元一起工作的看门狗设备中，需要提供类似的模式(例如，及时限制报警信号)。

需要注意的是，XS5 连接器第 1 脚连接的外部设备的输入阻抗必须足够大，以免旁路分压器 R1R2。允许将分压器处的电压降低至 0,7 电源电压。

请注意，使用外部装置时可以自动关闭解码器警报装置。为此，只需将 DD8 元件的引脚 3.3 连接到 XS4 连接器的引脚 1，并用一个附加电阻将其桥接至公共线。

带有解码器的无线电接收单元的印刷电路板的示意图如图5所示。 XNUMX.

安全警报无线电频道的编码器和解码器

该板由双面箔玻璃纤维制成，但也可以使用单面玻璃纤维，因为部件安装侧上的少量印刷导体可以用细安装线制成。需要将跳线插入方形焊盘的孔中，并焊接在板子的两面。

接收器部分的名称（图中用虚线与解码器分开）对应于[8]中的接收器图。为了实现该装置的自主使用，使用了 WA1 磁性天线 [3，图 7]。图1]具有耦合线圈L1和用于连接外部天线的高频连接器XXNUMX。

此外，该板还可以安装以下部件（如虚线所示）：调谐电容器 C1'（与 C1 并联）、用于为输入级 C3' 供电的附加隔直电容器以及单个振荡电路 L5C21C22（增加接收器的选择性[3]）。

对接收器本身进行了微小的改动。需要更换电阻器 R10 和 R11、压电陶瓷滤波器 ZQ2 - FP1P1 -060.1。使用具有相应引脚排列的 K554SAZ 代替电压比较器 K3SAZ (DA521)。也可以使用 554СЗ，但采用 8 引脚封装。事实证明，引脚的相反顺序更可取（俯视图中的顺时针方向）。因此，该芯片未按标准安装在板上。有几种选择。最简单的方法是从印刷导体侧面拆焊微电路。第二种选择是沿相反方向弯曲引线。如果是金属外壳，则更好（只需在端子上放置绝缘管）。

DA1 (K4PS6) 微电路的引脚 9、14、1、174、1 在晶体内部相互连接 - 一条公共线在板上连接到它们。必须移除 DA7 (K8ХА2) 微电路的空闲引脚 157 和 2，并在其位置焊接跳线。顺便说一句，使用该微电路的建议[9]表明这些端子上不希望出现任何电信号。

线圈L1和L2缠绕在直径为8、长度为80毫米的铁氧体棒上。用于安装磁性天线和小型 RF 连接器 X1（CP75-104 和 CP75-103）的选项如图 6 所示。 XNUMX.

安全警报无线电频道的编码器和解码器

连接器1用螺母2固定在由薄板材料制成的角支架3上。使用锡很方便（可以用普通剪刀剪掉），预先为连接器钻了一个直径8毫米的孔。这样的支架（其宽度为12毫米）可以使用线夹4焊接到板上。

铁氧体棒6与连接器的连接是使用由合适的非金属材料加工而成的联轴器5来实现的。在最简单的情况下，它可以是压紧或粘合的聚氯乙烯管。来自连接器中心端子的电线穿过其主体上的孔（用于焊接电缆编织层）并放置在管下方或管顶部。如果仅使用外部天线，则可以通过将电容器C1直接焊接到线圈L2的框架柱上来安装线圈L1、L1来代替电容器C1'和C1。

解码器中的电容器C6是K53-1A；其金属体也充当数字部分和无线电接收器之间的屏蔽。

图中未显示。 DD4 芯片 (KR1IE5) 的 14 个引脚 15、4、1561、20 必须移除或在板的另一侧为它们打沉孔。对于引脚 4,11 (DD1)、12 (DD2) 和 9 (DD4)，不要将接触垫放在同一侧。

压电发射器 NA1 (ZP-18) 在安装到板上之前必须进行修改。 L 形线架垂直焊接到压电元件的底座上，并从外壳中取出。将其插入电路板上的孔中并进行焊接，以使压电元件不接触部件。压电元件盖使用柔性细导体焊接到板上。这种“宽松”的设计有助于增加声音输出。

使用磁性天线时，接收单元的外壳必须由“无线电透明”材料制成。无线电爱好者熟知的 Yunost KP 101 设计师的外壳是合适的。

可以通过将元件DD1.4的输出与其他元件断开来检查解码器的操作。为此，可以方便地在 DD11 微电路的引脚 6 和 1 之间安装部件的一侧使用安装线。 DD6 的引脚 1 或 DD11 的引脚 2 连接到编码器中的测试点（CP），开关 SA1 的触点闭合。当电源电压施加到编码器时，解码器中应发出间歇性警报信号。如果其音量明显不足，可以尝试选择电阻R6。

* 这里的无线电消息应该理解为一种加密组合的广播，分为16个（根据复用器通道数）相同的时间间隔（熟悉程度），每个时间间隔的特征是存在或不存在高频辐射。前两个熟悉的地方是解码器开始工作并与编码器同步所需的服务信息。

文学

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Vinogradov Yu。防盗警报器的无线电频道。接收块。 - 广播，1995 年，第 4 期，第 47 页50-XNUMX。
Biryukov S. 汽车无线电守望者。 - 电台，2000 年，第 4 期，第 33 页。 35-XNUMX。
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Burov M. PIC 控制器上的多功能铃。 - 广播，2001 年，第 10 期，第 17 页19-XNUMX。
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Vinogradov Yu. 村庄的电子安全。 - 广播，2002 年，第 6 期，第 34 页。 37-XNUMX。
Nefedov A.V. 集成电路及其外国类似物。目录。第 2 卷，- M.：KubK，1997 年。

作者：A.Martemyanov，Seversk，托木斯克地区

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