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無線電子工学および電気工学の百科事典 ガードの無線チャネルのエンコーダとデコーダ。 無線エレクトロニクスと電気工学の百科事典
無線電子工学と電気工学の百科事典 / 自動車。 セキュリティデバイスとアラーム 多くのアマチュア無線愛好家やドライバーは、現在、内務当局が自動車に搭載し、無線チャネルを使用して電子監視装置を操作することが許可されていることをすでに知っています。 広く使用されている音響信号警備員とは異なり、無線チャンネルを備えた監視員は地区全体に警報を発するのではなく、所有者にのみ警報を発します（ただし、必要に応じて、大きな音と光信号で無線信号を複製することもできます）。 。 無線チャネルを介して警報信号を受信した所有者は、特定の状況に応じた行動をとり、特に警察に電話し、車を開けようとしたり、その部品を分解しようとしたりしたことを報告します。 対策を講じたにもかかわらずハイジャックが依然として発生した場合、必要な装備を備えた警察官による「熱心な追跡」によって車が発見される可能性が現実的に残されている。 無線チャネル オートガードは、送信と受信の XNUMX つのブロックで構成されます。 送信ユニットには、必要なセンサーのセットを備えたガード自体、エンコーダー、放射アンテナを備えた送信機が含まれています。 このブロックは車両に取り付けられます。 電源は、オンボードバッテリーまたは独自の内蔵バッテリーのいずれかです。 受信ユニットは、受信アンテナ、受信機、デコーダ、および警報音発生器で構成されます。 このユニットは、自己電源式の小型ポケット設計、またはデスクトップの高感度主電源式受信機として作られています。 一般的なケースでは、自動ガードがトリガーされると、送信機はエンコーダーによって生成されたパルス コードによって変調された無線信号の発信を開始します。 デコーダを備えた受信機は、大量のオンエア信号から「その」コード信号を抽出し、警報信号の発生器をオンにします。 実際には、さまざまな実際的なタスクがあるため、無線チャネルを編成するには多くのオプションが存在する可能性があります。 ただし、いかなる場合でも、無線チャネルのパラメータは州電気通信検査局によって確立された技術要件を満たさなければなりません。 主なものは次のとおりです。
国際電気通信連合の「無線規則」（第 1 巻、「無線と通信」、M.、1985 年）によれば、放射線クラスを XNUMX つの記号で指定するのが通例です。 最初の文字は、主搬送波の変調のタイプを示します。 XNUMX つ目は、主搬送波を変調する信号の性質に関する図です。 XNUMX 番目 - 手紙 - 送信される情報の種類。 私たちのケースに関連して、文字 A は両側波帯変調を示し、文字 F - 周波数、P - 非変調パルスのシーケンスを示します。 数字の 1 は、変調サブキャリアを使用せず (チャンネルの時分割を除く)、量子化情報またはデジタル情報を含む 0 つのチャンネルを持つバリアントに対応し、数字の XNUMX は変調信号の不在に対応します。 そして最後に、文字 D は、デジタル情報、遠隔測定信号、遠隔制御の送信の場合に割り当てられます。 ここで提示されている要件は主に送信機に関係していることが簡単にわかります。 これは理解できます。結局のところ、複数のセキュリティシステムを同時に共同運用できるかどうかは、その品質に大きく依存します。 受信機の特性は、特定の動作条件で信頼性の高い通信を提供し、それ自体が干渉源にならない限り、どのような特性でも構いません。 明らかに、リストされている要件は最終的なものではなく、この技術の開発により改良される予定です。 無線チャネルの最も複雑なノードはエンコーダとデコーダです。 したがって、編集者は伝統に従い、これらのノードに関する記事で無線チャネルの警備員と知り合いになることを開始することにしました。 将来的には、無線ガードの残りのノードの説明を公開する予定です。 電子防犯警報システムに無線チャネルを導入すると、その機能が劇的に拡張され、設計者は、同様の目的の信号を含む多数の無線信号の中から XNUMX つの無線信号を確実に選択するという難しい課題を解決する必要があります。 これを行うには、XNUMX つまたは別の無線帯域で「静かな」セクションを見つけて、その中で XNUMX つのキャリアのみを放射するだけで十分であるように思われます。 そして、キャリアの消失は警報信号として機能します。 またはその逆 - キャリアの出現は警報信号になります。 このような無線システムの実装は非常に簡単です。 しかし、使い物にならないことが判明。 第一に、現代の無線スペクトルには「静かな」セクションが事実上存在しないためです。 第二に、最も原始的な手段によるブロックや、誤った通話を引き起こす干渉からはまったく保護されておらず、すぐにその作成者を失望させてしまいます。 第三に、そのような航空の使用はおそらく無線通信*に関する法律に抵触する可能性があります。 もう 10 つの方法は、トーン信号で搬送波を変調することです。 しかし、ここでも、必要な選択性と周波数位置の正確さを備えたフィルターを作成することが難しいため、無線受信機の通過帯域内にかなりの数のチャンネルを配置することはできません。通常は 15 ～ XNUMX を超えず、これは保護されるチャンネルの数と同じことを意味します。オブジェクト。 もちろん、そのようなシステムのノイズ耐性は低くなります。 搬送波はパルス信号で変調（キーイング）することもできます。 このような暗号化システムは使用されますが、ほとんどの場合は非常に単純な形式で、パルス幅 (PWM) やその数などを変えることでさまざまな信号が得られます。 このようなシステムの機能も、特に厳密に時間制限のある送信では比較的小さいです。 大きな組み合わせ「容量」を備えた暗号信号を構築するための考えられる原理の 0 つは、送信に割り当てられた時間が等しい間隔 (親密度) に分割され、それぞれが 1 または 1 に対応するというものです。 0 の場合、送信アンテナに高周波放射があり、XNUMX - その不在の場合、そのような暗号信号は非常に短い無線電信メッセージのように見えます。 n 個の文字スペースで構成されるバイナリ シーケンスには、2 つの異なる暗号メッセージを配置できます。確かに、そのようなメッセージには、情報部分自体に加えて、通常、解読を簡素化する補助ビット (たとえば、スタート) が含まれています。 図 1 は、この原理を実装するエンコーダの概略図を示しています。
エンコーダには、クォーツによって安定化された低周波発振器 (DD5.3、DD5.4、ZQ1)、トリガー (DD4.3. DD4.4) が含まれており、ウォッチドッグ ノードがトリガーされると状態が変化します (少なくとも「信号」入力での短期間のハイレベル）、システムをスタンバイモードに切り替えるノード（SB1、DD4.1、DD4.2）、およびスイッチDD1およびDD2の動作を制御するカウンタDD3。 スイッチ D02、DD3 の情報入力を正の電源線または共通線に接続することによって、14 つまたは別の暗号の組み合わせがダイヤルされます。 暗号の組み合わせの初期 (ゼロ) の既知度は常に 2、つまりスタート ビット (DD1,2 スイッチのピン 14 にハイ レベルが適用されます) によって占められます。 知人 XNUMX、XNUMX、...、XNUMX (バンドルの端末の番号に従って) がこの順序で続きます。 エンコーダは、要素 DD5.2 および DD6.4 の出力からの信号を使用して無線送信機の動作を制御します。 DD5.2 エレメントの出力にローレベルが現れると、送信機の電源がオンになります。 パワーオン ノードの変形例の 2 つの図を図 XNUMX に示します。
要素 DD6.4 の出力からの信号は、送信機の高周波パスの動作を制御します。 操作信号は、バッファトランジスタVT2（図3）を介して中間段または出力段のトランジスタのエミッタ回路に入力できます。
暗号の組み合わせの送信は、スイッチ SA1 の「コード」位置でのみ可能です。 「連続放射」の位置は、送信機のモードと設定の制御を目的としています。 武装モードでは、「信号」入力はローになります。 SB4.3 ボタンを押して DD4.4、DD1 をトリガすると、状態 0 に設定され、クロック ジェネレータが禁止され、カウンタ DD1 がゼロ状態になり、出力に低電圧が発生します。 その結果、スイッチＤＤ２の出力は（ＸＯの入力と同様に）ローとなり、スイッチＤＤ３の出力は高抵抗状態となる。 送信機の電源とマニピュレーターがオフになっています。 ウォッチドッグ ノードがトリガーされると、「信号」入力のレベルが 4.3 から 4.4 に変化し、トリガー DD1、DD1 が状態 1 に切り替わり、トランスミッターの電源がオンになり、クロック ジェネレーターが動作を開始します。 カウンタ DD6.4 とスイッチは、接触フィールド XXNUMX のジャンパの位置に対応するパルスの暗号の組み合わせを生成します。 この暗号の組み合わせは、オープン要素 DDXNUMX を介して送信機のマニピュレーターに入力されます。 クロック発生器に「クロック」水晶共振器を備えたエンコーダでは、1,95 回の慣れの持続時間は約 30 ミリ秒に等しくなります。 暗号の組み合わせ全体の継続時間は 470 ミリ秒で、暗号間の休止時間は約 1 ミリ秒です。 一時停止の期間は、ダイオード抵抗アセンブリ VD4 ～ VD9.R4 の出力における高レベル信号の寿命によって決まります。 たとえば、VD220 ダイオードを削除すると、持続時間は約 2 ms に短縮されます。 可能な暗号の組み合わせの総数は 14^16384 = XNUMX です。 より高速で動作するには、「クロック」水晶振動子をより高い周波数のものに交換するだけです。 ただし、これは明らかに、許可された境界から出るまで、無線チャネルが占有する帯域幅の対応する拡大と、無線受信機の FSS 帯域幅の不足につながります。 電源電圧 9 V のスタンバイ モードでエンコーダが消費する電流は 1 ～ 2 μA を超えません。 セキュリティ ノードの信号振幅は 4 V 以上である必要があります。電源電圧が 5 V に低下しても、エンコーダは動作を続けます。 通信チャネルにおけるさまざまな種類の干渉を背景にした「独自の」暗号信号の選択は、デコーダに割り当てられます。 その模式図を図4に示します。
デコーダは、要素 DD5.3、DD5.4 上に組み立てられ、水晶共振器 ZQ1 (エンコーダの水晶共振器と同じ周波数) によって安定化されたクロック ジェネレータ、トリガー DD4.1、DD4.3、オンエア信号の前部、この信号を増幅および整形するコンパレータ DA1、デコーダをスタンバイ モードに切り替えるノード (SB1、R7、C3、DD6.1)、および動作を制御するカウンタ DD1 によって切り替えられます。エンコーダと同様に、スイッチ DD2 と DD3 の調整を行います。 さらに、デコーダには、空中から受信した暗号の組み合わせとデコーダにインストールされている暗号の組み合わせを比較するノードが含まれています。 比較ノードは要素 DD5.2、DD6.2、DD7.1、DD7.2、DD7.3 上に組み立てられます。 SB1 ボタンを押すとデコーダがスタンバイ モードになり、DD6.1 要素の出力でハイレベルのパルスが発生し、トリガー DD4.1、DD4.3 が状態 O に設定され、カウンタ DD1 がリセットされます。 要素 DD5.1 は閉じており、動作クロック発生器のパルスをカウンタ DD1 の入力 C に伝えないため、その出力は Low のままです。 インバータDD4.4の出力に空中から受信した暗号の組み合わせのパルスが現れるとすぐに、トリガーDD4.3、DD4.1が切り替わり、要素DD5.1が開き、カウンタDD1がパルスのカウントを開始します。クロックジェネレーター。 スイッチＤＤ２、ＤＤ３は、接触フィールドＸ１のジャンパの位置に対応するパルスの例示的な暗号組み合わせを生成する。 エーテル暗号と例示的な暗号の組み合わせの実際の比較は、要素 DD7.3 で行われます。 開始ビットから開始してビットごとに処理し、その後要素 DD6.2 で結果をゲートします。 DD7.2 エレメントの出力から取得されたストローブ パルスは、各既知度の XNUMX 番目の XNUMX 分の XNUMX を占めます。これにより、デコーダにインストールされているものと比較した、受信した暗号の組み合わせのある程度の進みや、周波数値の差異を無視することができます。エンコーダとデコーダのクロックジェネレータの 暗号の組み合わせの最初の不一致により、デコーダは元の状態に切り替わります。 暗号の組み合わせが同一の場合、カウンタ DD2 の出力 10 ^ 1 にハイレベルが現れます。 この信号にはアラーム信号ユニットが含まれており、そのスキームを図 5 に示します。
信号ユニットは 1.1 つの発生器で構成されます。1.2 つは要素 DD007、DD5 に組み立てられ、0,5 ... 1 Hz の周波数で動作し、もう 1.3 つは DD1.4、DD1 の周波数で動作します。 2..1kHz。 両方のジェネレーターの共同作業の結果、BF1 音響ピエゾ エミッターは、同じ持続時間の休止を交互に繰り返す、短い不穏な音のバーストを再現します。 大音量のアラーム信号が必要な場合は、圧電 BF1 の代わりに、ダイナミック ヘッド BF2 に搭載されたトランジスタ VT0,5 に基づいてパワー アンプがオンになります。 ヘッドパワー - 50 W以上、抵抗 - XNUMXオーム。 電源電圧 9 V のスタンバイ モードでデコーダと信号ノードによって消費される電流は 1,2 mA です。 アラームモードでは、デコーダはサウンドエミッタが圧電素子の場合は 5 mA、サウンドエミッタがダイナミックヘッド 60 ГДШ-0,5 の場合は 9 mA を消費します。 電源電圧が 5 V に低下しても、デコーダは動作を続けます。 デコーダの入力 (ラジオ受信機の検出器の出力) の信号は、正の極性と少なくとも 150 mV の振幅を持たなければなりません。
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