Рассматриваемое охранное устройство является усовершенствованным ульт­развуковым датчиком. Оно обладает более стабильными временными парамет­рами, исключены трудности в настройке излучателя на основную резонансную частоту пьезокерамического микрофона BQ1.

Основные технические характеристики устройства:

Частота ультразвуковых колебаний, кГц ............................................................ 25 — 50

Время задержки перехода в режим охраны, с................................................................ 15

Время прерываний сигнала тревоги, с ........................................................................... 1,5

Ток потребления в режиме охраны не более, мА ......................................................... 10

Размеры ультразвукового сторожа:

Излучателя, мм........................................................................................................... 40 '40

Приемника, мм............................................................................................................ 25 '45

Цифрового логического устройства, мм ............................................................ 60 '60

Цифровое ультразвуковое охранное устройство состоит из трех узлов: излу­чателя ультразвуковых колебаний, приемника этих колебаний и цифрового логического блока.

Излучатель ультразвуковых акустических колебаний состоит из двух узлов: собственно задающего генератора на инверторах DD1.1 —DD1.4 и устройства синхронизации. Принципиальная схема излучателя приведена па рис. 4.40. Час­тота задающего генератора, собранного на микросхеме DD1, плавно регулируется подстроечным резистором R5 в пределах 25—50 кГц. Нагрузкой генератора служит излучатель BQ1, включенный последовательно с резистором R6.

При настройке генератора сначала замыкают перемычкой конденсатор СЗ и подключают осциллограф к выводам резистора R6. Плавно вращая винт под­строенного резистора R5, находят частоту резонанса по резкому увеличению амплитуды напряжения на экране осциллографа. Затем удаляют перемычку с конденсатора СЗ и, вращая винт подстроечного резистора R5 на несколько оборотов в обе стороны от найденного положения, убеждаются в том, что "захват" резонансной частоты надежен. Поскольку на основной резонансной частоте пьезомикрофона BQ1 глубина положительной обратной связи максимальна, то генератор работает устойчиво.

Излучатель смонтирован на печатной плате (рис. 4.41) из одностороннего фольгированного стеклотекстолита. Транзистор VT1 может быть заменен па любой кремниевый, со статическим коэффициентом передачи по току 50 — 300, например КТ315Г, Е или КТ3102А, Б,В. Микросхема К561ЛП2 может быть заменена па одноименную серии К564 или КР1561.

Рис. 4.40. Принципиальная электрическая схема излучателя

Подстроечный резистор R5 желательно использовать из серии СП5, что необходимо для точной подстройки частоты резонанса.

Рис. 4.41. Печатная плата излучателя

Приемное устройство аналогично описанному в разделе "Ультразвуковой сторож" (рис. 4.37). Отличительной особенностью приемного устройства явля­ется то, что цифровой логический блок подключается к точке 2, то есть непосред­ственно к выводу 10 микросхемы DA2.2. Следовательно, исполнительное устройство, состоящее из элементов VD3, Сб, VT2 и резисторов R15, R16 и R17, исключается из схемы. Печатная плата приемника ультразвуковых колебаний приведена на рис. 4.42.

Цифровой логический блок (его принципиальная схема изображена па рис. 4.43) построен так, что он вырабатывает сигнал тревоги после прихода от 2 до 10 импульсов подряд (в зависимости от положения переключателем SA1). Это полностью исключает ложное срабатывание охранного устройства даже при воздействии мощных случайных помех, которые могут сформировать в уст­ройстве не более одного — двух импульсов.

Режим работы цифрового логического блока обеспечивается триггером Шмитта на элементах DD1.1, DD1.2, одновибратором на триггере DD2.1 и счетчиком DD3. Триггер Шмитта формирует крутые фронт и спад импульсов, а одновибратор задает временной интервал, в течение которого счетчик DD3 ведет подсчет сформированных импульсов. В исходном состоянии логического блока на прямом выходе (вывод 1) триггера DD2.1 присутствует высокий уровень, которым блокируется счетчик DD3. После прихода с приемника первого импульса триггер DD2.1 на 1,5 с. изменяет свое состояние и разрешает счетчику вести подсчет импульсов. Из-за задержки срабатывания триггера DD2.1 подсчет импульсов счетчиком начинается со второго тактового импульса. Если переключатель SA1 перевести в положение "5", то по приходу шестого импульса на выходе 5 счетчика DD3 появится высокий уровень, который запускает второй одновибратор на триггере DD2.2.

В случае, если в течение 1,5 с на вход цифрового логического блока поступит менее шести импульсов, сигнал тревоги не будет сформирован и устройство вернется в режим охраны. Устанавливая переключатель SA1 в различные положения, можно регулировать чувствительность и помехозащищенность ох­ранного устройства.

Одновибратор DD2.2 предназначен для согласования ультразвукового ох­ранного устройства с исполнительным устройством, которым может служить один из автосторожей, описанных ранее. Постоянной времени цепи RIO, C4 определяется продолжительность звучания сигнала тревоги. При указанных на схеме номиналах она равна примерно 1,5 с. Цепь, состоящая из элементов СЗ, R7 и VD2, блокирует прохождение сигнала тревоги на исполнительное устройство в течение первых 15 с после включения питания. Светодиод HL1 индуцирует появление первого импульса с приемника, a HL2 — появления сигнала тревоги на выходе цифрового логического блока. Транзисторы VT1 и VT2 — усилители тока, питающего светодиоды.