RU198669U1

RU198669U1 - CONNECTING LINE CONTROL DEVICE FOR ALARM SYSTEM

Info

Publication number: RU198669U1
Application number: RU2020109308U
Authority: RU
Original assignee: Общество с ограниченной ответственностью "НЕОКОМ"
Priority date: 2020-03-03
Filing date: 2020-03-03
Publication date: 2020-07-21

Abstract

Полезная модель относится к области связи, преимущественно к устройствам контроля полного импеданса соединительной линии со всеми ответвлениями и подключенными громкоговорителями. Устройство контроля соединительных линий для системы оповещения, содержащее генератор гармонических сигналов, преобразователь сигнала к балансному виду и обратно, релейный коммутатор, согласующий трансформатор, фильтр низких частот, пиковый детектор, аналого-цифровой преобразователь и контроллер, снабжено операционным усилителем с регулируемым коэффициентом усиления, позволяющим организовать процедуру измерения импеданса с автоматическим выбором предела измерения. В предложенной полезной модели используется схема измерения с автоматической подстройкой и выбором предела измерения, это позволяет повысить точность измерения до 1 – 2% и тем самым расширить область применения данного устройства. 2 ил.The utility model relates to the field of communication, mainly to devices for monitoring the total impedance of a connecting line with all taps and connected loudspeakers. A trunk monitoring device for a warning system containing a harmonic signal generator, a signal converter to balanced form and vice versa, a relay switch, a matching transformer, a low-pass filter, a peak detector, an analog-to-digital converter and a controller, is equipped with an operational amplifier with an adjustable gain, allowing organize the procedure for measuring impedance with automatic selection of the measurement limit. The proposed utility model uses a measurement circuit with automatic adjustment and a choice of the measurement limit, which allows increasing the measurement accuracy to 1 - 2% and thereby expanding the scope of this device. 2 ill.

Description

Полезная модель относится к области связи, преимущественно к устройствам контроля полного импеданса соединительной линии со всеми ответвлениями и подключенными громкоговорителями.The utility model relates to the field of communication, mainly to devices for monitoring the total impedance of a connecting line with all taps and connected loudspeakers.

Согласно применяемым нормативным документам в системе оповещения и управления эвакуацией (СОУЭ) в обязательном порядке должно выполняться требование обеспечения контроля целостности соединительных линий. В частности, к таким линиям относятся трансляционные линии от звукоусилительного оборудования к трансляционным громкоговорителям, распределенным по озвучиваемой площади. В соответствии с ГОСТ Р 53325-2012: «Техника пожарная. Технические средства пожарной автоматики. Общие технические требования и методы испытаний.» п. 7.6.4.1: «Прибор должен обеспечивать включение световой индикации и звуковой сигнализации в режиме «неисправность» при наличии следующих событий: - обнаружение нарушения целостности (обрыв, короткое замыкание) проводных линий связи или нарушения связи между прибором и внешними техническими средствами или между компонентами прибора;…». Также, согласно СП 3.13130.2009 «Системы противопожарной защиты. Система оповещения и управления эвакуацией людей при пожаре. Требования пожарной безопасности» п. 3.4 «Радиоканальные соединительные линии, а также соединительные линии в СОУЭ с речевым оповещением должны быть обеспечены системой автоматического контроля их работоспособности».According to the applicable regulatory documents in the warning and evacuation management system (SOUE), the requirement to ensure control of the integrity of the connecting lines must be met. In particular, such lines include transmission lines from sound reinforcement equipment to transmission loudspeakers distributed over the sound area. In accordance with GOST R 53325-2012: “Fire fighting equipment. Fire automatic equipment. General technical requirements and test methods." p. 7.6.4.1: “The device must ensure that the light indication and sound signaling are switched on in the“ malfunction ”mode in the presence of the following events: - detection of an integrity violation (open circuit, short circuit) of wired communication lines or a communication failure between the device and device components; ... ". Also, according to SP 3.13130.2009 “Fire protection systems. System for warning and evacuation control in case of fire. Fire safety requirements "clause 3.4" Radio channel connecting lines, as well as connecting lines in SOUE with voice notification must be provided with a system of automatic control of their performance. "

Известные устройства, в частности устройства контроля линий в составе систем оповещения Bosch Praesidio, Inter-M, Мета, Тромбон и других отечественных и иностранных производителей обеспечивают в зависимости от типа конкретной системы:Known devices, in particular, line monitoring devices as part of Bosch Praesidio, Inter-M, Meta, Trombone and other domestic and foreign warning systems, provide, depending on the type of a specific system:

- адресный контроль каждого трансляционного громкоговорителя. - address control of each broadcast loudspeaker.

- контроль сопротивления оконечных резисторов, расположенных в конце линии и всех ответвлений по постоянному току. Устройства предполагают использование определенного типа громкоговорителей с входным фильтром, поэтому используются только в отдельных системах, построенных по этому принципу.- monitoring the resistance of the terminal resistors located at the end of the line and all DC taps. The devices assume the use of a certain type of loudspeakers with an input filter, therefore, they are used only in separate systems built on this principle.

- контроль импеданса оконечных устройств, расположенных в конце линии и всех ответвлений по переменному току. Данные устройств предполагают использование специализированной дорогостоящей аппаратуры, пилот-тонов, добавляемых к полезному сигналу и накладывает ограничение на число ответвлений соединительной линии, имеет существенно ограниченный диапазон допустимых мощностей контролируемых линий. - monitoring the impedance of terminal devices located at the end of the line and all AC taps. These devices imply the use of specialized expensive equipment, pilot tones added to the useful signal and imposes a limitation on the number of trunk branches, has a significantly limited range of permissible powers of the monitored lines.

-контроль полного импеданса соединительной линии со всеми ответвлениями и подключенными громкоговорителями.- monitoring the total impedance of the connecting line with all taps and connected loudspeakers.

Известные устройства имеют невысокую точность измерений (как правило не более 10-20%), что накладывает ограничения на количество громкоговорителей, подключаемых к одной соединительной линии. The known devices have a low measurement accuracy (usually no more than 10-20%), which imposes restrictions on the number of loudspeakers connected to one connecting line.

Наиболее близким по технической сущности к полезной модели является система контроля линий оповещения SC-6224 производства Inter-M (см. tinko.ru/catalog/product/229700/, 2019), состоящий из генератора гармонических сигналов, преобразователей сигнала к балансному виду и обратно, релейных коммутаторов, согласующего трансформатора, фильтра низких частот, пикового детектора, аналого-цифровой преобразователь и контроллера. Недостатком известного устройства является довольно низкая чувствительность к изменению параметров линии. Устройство реагирует на изменение сопротивления линии более чем на 10%. The closest in technical essence to the utility model is the SC-6224 warning line monitoring system manufactured by Inter-M (see tinko.ru/catalog/product/229700/, 2019), consisting of a harmonic signal generator, signal converters to balanced form and vice versa , relay switches, matching transformer, low pass filter, peak detector, analog-to-digital converter and controller. The disadvantage of the known device is a rather low sensitivity to changes in line parameters. The device reacts to changes in line resistance by more than 10%.

Технической проблемой является устранение отмеченного недостатка. Технический результат заключается в повышении точности измерений импеданса трансляционной линии.The technical problem is the elimination of the noted drawback. The technical result consists in increasing the accuracy of measurements of the impedance of the transmission line.

Проблема решается, а технический результат обеспечивается тем, что устройство контроля соединительных линий для системы оповещения, содержащее генератор гармонических сигналов, преобразователь сигнала к балансному виду и обратно, релейный коммутатор, согласующий трансформатор, фильтр низких частот, пиковый детектор, аналого-цифровой преобразователь и контроллер, снабжено операционным усилителем с регулируемым коэффициентом усиления, позволяющим организовать процедуру измерения импеданса с автоматическим выбором предела измерения.The problem is solved, and the technical result is provided by the fact that a control device for connecting lines for a warning system containing a harmonic signal generator, a signal converter to balanced form and vice versa, a relay switch, a matching transformer, a low-pass filter, a peak detector, an analog-to-digital converter and a controller , equipped with an operational amplifier with adjustable gain, which allows organizing the procedure for measuring impedance with automatic selection of the measurement limit.

На фиг. 1 приведена структурная схема устройства контроля соединительных линий. На фиг. 2 - схема расположения компонентов устройства контроля линий в системе оповещения. FIG. 1 shows a block diagram of a connecting line monitoring device. FIG. 2 is a diagram showing the arrangement of the components of a line monitoring device in a warning system.

Устройство контроля соединительных линий для системы оповещения содержит генератор гармонических (синусоидальных) сигналов 1, преобразователь сигнала к балансному виду 2 и обратно 6, релейный измерительный коммутатор 3, коммутатор линии 4, согласующий трансформатор 5, фильтр низких частот 7, пиковый детектор 9, аналого-цифровой преобразователь 10, контроллер 11 и операционный усилитель 8 с регулируемым коэффициентом усиления, позволяющий организовать процедуру измерения импеданса с автоматическим выбором предела измерения. The control device for connecting lines for the warning system contains a generator of harmonic (sinusoidal) signals 1, a signal converter to balanced form 2 and vice versa 6, a relay measuring switch 3, a line switch 4, a matching transformer 5, a low-pass filter 7, a peak detector 9, an analog digital converter 10, controller 11 and operational amplifier 8 with adjustable gain, allowing to organize the procedure for measuring impedance with automatic selection of the measurement limit.

Устройство работает следующим образом:The device works as follows:

В качестве опорного тестового сигнала используется синусоидальный сигнал с частотой из верхней части звукового диапазона (15 – 20 кГц), полученный на базе моста Вина или квадратурного генератора гармонических сигналов 1. Далее сигнал через буферный каскад передается на преобразователь сигнала к балансному виду 2 и в таком виде используется для измерения.As a reference test signal, a sinusoidal signal with a frequency from the upper part of the audio range (15-20 kHz) is used, obtained on the basis of a Wien bridge or a quadrature harmonic signal generator 1. Then the signal is transmitted through a buffer stage to a signal converter to balanced form 2 and in this view is used to measure.

Во время передачи сигналов оповещения релейный коммутатор 100 В линии подключает усилитель мощности звуковой частоты 13 на входы трансляционных громкоговорителей 12. В остальное время система находится в дежурном режиме и коммутатор 4 соединяет трансляционную линию с измерительной схемой, начинающейся с коммутатора измерительной цепи 3. В соответствии с заданным интервалом синусоидальный балансный сигнал коммутируется на соединительную линию, которая является для него нагрузкой. Совместно с опорной резистивной нагрузкой образуется делитель напряжения, где соединительная линия с громкоговорителями 12 является верхним плечом, а опорный резистор – нижним. Падение напряжения верхнего плеча через согласующий трансформатор 5 подается на дифференциальный усилитель-преобразователь сигнала 6, приводящий балансный сигнал к обычному виду, далее сигнал поступает на фильтр низких частот 7 для того, чтобы устранить влияние электромагнитных помех, которые могут наводиться от работающих рядом электрических машин, на результат измерения.During the transmission of warning signals, a 100 V line relay switch connects the audio frequency power amplifier 13 to the inputs of the broadcast loudspeakers 12. The rest of the time the system is in standby mode and the switch 4 connects the broadcast line with the measuring circuit starting from the measuring circuit switch 3. In accordance with at a specified interval, the sinusoidal balanced signal is switched to the connecting line, which is the load for it. Together with the reference resistive load, a voltage divider is formed, where the connecting line to the loudspeakers 12 is the upper arm, and the reference resistor is the lower one. The voltage drop of the upper arm through the matching transformer 5 is fed to the differential amplifier-signal converter 6, which brings the balanced signal to its usual form, then the signal goes to the low-pass filter 7 in order to eliminate the influence of electromagnetic interference that can be induced from nearby electrical machines. on the measurement result.

После фильтра сигнал попадает на схему с применением операционного усилителя 8 с регулируемым коэффициентом усиления. Коэффициент усиления выбирается из фиксированного диапазона путем переключения резисторов, рассчитанных таким образом, чтобы организовать непрерывный диапазон автоматически переключаемых пределов измерений, с помощью которых с достаточной точностью охватывается диапазон измеряемых сопротивлений от 20 Ом до 5 кОм. Переключение диапазонов осуществляется под управлением микроконтроллера.After the filter, the signal enters the circuit using an operational amplifier 8 with adjustable gain. The gain is selected from a fixed range by switching resistors calculated in such a way as to organize a continuous range of automatically switchable measurement limits, with the help of which the range of measured resistances from 20 Ohm to 5 kOhm is covered with sufficient accuracy. Range switching is carried out under the control of a microcontroller.

Далее следует схема пикового детектора 9, которая со значительной инерционностью фиксирует максимальное амплитудное значение подаваемого на ее вход сигнала. Далее аналоговый, изменяющийся в течение времени, сигнал оцифровывается с помощью аналогово-цифрового преобразователя 10 и передается на контроллер 11 для математической обработки. В большинстве современных систем аналогово-цифровой преобразователь и контроллер совмещены в одном устройстве.This is followed by the circuit of the peak detector 9, which with significant inertia fixes the maximum amplitude value of the signal supplied to its input. Further, an analog signal that changes over time is digitized using an analog-to-digital converter 10 and transmitted to the controller 11 for mathematical processing. In most modern systems, an analog-to-digital converter and controller are combined in one device.

Опорное значение импеданса линии (или несколько значений, если линий несколько) конфигурируется на этапе настройки системы и далее хранится в энергонезависимой памяти.The line impedance reference value (or multiple values if there are multiple lines) is configured during system setup and then stored in non-volatile memory.

Таким образом, в предложенной полезной модели используется схема измерения с автоматической подстройкой и выбором предела измерения, это позволяет повысить точность измерения до 1 – 2% и тем самым расширить область применения данного устройства, что имеет большое практическое значение. Так, например, если рассматривать соединительную линию, состоящую из однотипных громкоговорителей мощностью 10 Вт каждый, то для полноценного контроля целостности линий при точности измерений 10% максимальное количество громкоговорителей на одной линии не должно превышать 10. Thus, in the proposed utility model, a measurement scheme with automatic adjustment and a choice of the measurement limit is used, this makes it possible to increase the measurement accuracy to 1 - 2% and thereby expand the scope of this device, which is of great practical importance. So, for example, if we consider a connecting line consisting of the same type of loudspeakers with a power of 10 W each, then for a complete control of the integrity of the lines with a measurement accuracy of 10%, the maximum number of loudspeakers on one line should not exceed 10.

При повышении точности до 2% количество громкоговорителей может достигать 50.With an increase in accuracy to 2%, the number of loudspeakers can be up to 50.

Claims

A trunk monitoring device for a warning system containing a harmonic signal generator, a signal converter to balanced form and vice versa, a relay switch, a matching transformer, a low-pass filter, a peak detector, an analog-to-digital converter and a controller, characterized in that it is equipped with an operational amplifier with adjustable gain that allows organizing the impedance measurement procedure with automatic selection of the measurement limit.