專利名稱：報(bào)警系統(tǒng)的制作方法
報(bào)警系統(tǒng)本發(fā)明涉及一種用于操作報(bào)警系統(tǒng)的方法，該報(bào)警系統(tǒng)具有控制中心和至少一個(gè)控制模塊，該控制模塊使用二線制線路用作為現(xiàn)場(chǎng)總線，以給多個(gè)訂戶提供電源電壓并發(fā)送通信消息，該通信消息具有施加在電源電壓上的脈沖列的形式，其中每個(gè)訂戶取得電源電壓并產(chǎn)生比電源電壓更低的內(nèi)部運(yùn)行電壓。本發(fā)明還涉及一種報(bào)警系統(tǒng)，其具有控制中心和至少一個(gè)控制模塊，訂戶借助于二線制線路與該控制模塊連接，所述訂戶通過操作為現(xiàn)場(chǎng)總線的二線制線路，從控制模塊既接收電源電壓又接收通信消息，該通信消息具有作為電壓調(diào)制施加在電源電壓上的脈沖列的形式，以及每個(gè)訂戶包括恒定電流電路，該恒定電流電路連接到二線制線路并且用于充電存儲(chǔ)電容，該存儲(chǔ)電容具有與其連接的電壓調(diào)整器，該電壓調(diào)整器產(chǎn)生內(nèi)部運(yùn)行電壓。上述列舉的類型的報(bào)警系統(tǒng)是現(xiàn)有技術(shù)。訂戶并聯(lián)連接的該二線制線路可具有例如1000到2000m之間的長(zhǎng)度，并且其頻繁地以環(huán)形路由，即，其起始和終止在控制模塊。該二線制線路還簡(jiǎn)單地被稱為現(xiàn)場(chǎng)總線或信號(hào)線，而控制模塊也稱為總線主控器。該訂戶可以是傳感器，例如，火災(zāi)或竊賊報(bào)警器，和/或致動(dòng)器，諸如光-信號(hào)或聲-信號(hào)發(fā)生器。用于訂戶的電源電壓可以是例如在二線制線路的起始處從20到40伏特(volt)的范圍中?？刂颇K和訂戶之間的通信基于數(shù)字通信協(xié)議來處理。通信協(xié)議定義了用于傳輸作為數(shù)據(jù)消息的脈沖和脈沖列的時(shí)隙和時(shí)間窗，該數(shù)據(jù)消息特別地表示地址、命令和報(bào)告。依照分配給他們的含義，脈沖可以包括例如具有Ims長(zhǎng)度的起始脈沖、例如具有0. 5ms長(zhǎng)度的同步或間隔脈沖、以及例如具有100到200 u s之間的單個(gè)脈沖長(zhǎng)度的表示位編碼消息的脈沖列。通過對(duì)于相應(yīng)脈沖長(zhǎng)度降低電源電壓的電平，控制模塊將脈沖和脈沖串傳輸給訂戶，也就是說，以電源電壓的電壓調(diào)制的形式。在該情況下，體現(xiàn)位編碼消息的脈沖串的電壓擺動(dòng)或調(diào)制深度可以為幾伏特，而“長(zhǎng)的”起始脈沖和/或間隔脈沖可以具有其它電平，例如，0伏特和/或+3伏特。訂戶通常以適當(dāng)?shù)碾娏髡{(diào)制來回應(yīng)。訂戶使用每個(gè)訂戶從電源電壓或線路電壓中得到的內(nèi)部運(yùn)行電壓。為了確保在信號(hào)線初始化或者由于操作過程中個(gè)體訂戶的高電流要求時(shí)電源電壓或線路電壓不會(huì)在很大程度上下降，每個(gè)訂戶內(nèi)的內(nèi)部存儲(chǔ)電容通過恒定電流電路被充電，該恒定電流源限定電流為例如幾百PA。存儲(chǔ)電容具有與其連接的電壓調(diào)整器，該電壓調(diào)整器提供通常+3. 3V的內(nèi)部運(yùn)行電壓，該內(nèi)部運(yùn)行電壓由在訂戶中的微控制器和大多數(shù)其它電路所使用，除了直接從存儲(chǔ)電容汲取它們的電壓或電流供電的致動(dòng)器或致動(dòng)器電路。每個(gè)訂戶具有連接到二線制線路的通信接口，例如用于其微處理器的UART接口，該微控制器探測(cè)和處理脈沖和脈沖串。與上述描述的獲取訂戶的內(nèi)部運(yùn)行電壓的方式有關(guān)的是，該通信方法具有的缺點(diǎn)在于，不僅僅是電源電壓，而且特別是體現(xiàn)電壓調(diào)制并且可以是例如在二線制線路的起始 處為IOV的電壓擺動(dòng)，由于二線制線路的電阻而朝向二線制線路的末端愈加變小。這可歸結(jié)于實(shí)際上訂戶的恒定電流電路僅僅在脈沖暫停期間加載二線制線路或電源電壓，因?yàn)樵诿}沖長(zhǎng)度期間，電源電壓在每個(gè)訂戶的存儲(chǔ)電容作為電壓緩沖器而已被充電的電壓值之下，也就是說，對(duì)在脈沖長(zhǎng)度期間較低的線路電壓進(jìn)行緩沖。換句話說，電源電壓源和二線制線路僅僅在脈沖暫停期間被加載，因?yàn)橛啈粼诿}沖長(zhǎng)度期間從其內(nèi)部存儲(chǔ)電容被饋給。朝向二線制線路的末端，電壓擺動(dòng)可因此變得如此小(由于二線制線路的負(fù)載連同二線制線路的電阻，該負(fù)載隨著訂戶的數(shù)目而增加)使得所涉及的訂戶不再能夠正確地探測(cè)脈沖的邊沿，由于脈沖邊沿的梯度也隨著二線制線路的長(zhǎng)度的增加而減少。隨著二線制線路長(zhǎng)度而增加的通信線路的進(jìn)一步原因在于訂戶的附加電流要求，例如，當(dāng)連接致動(dòng)器電路時(shí)，同樣導(dǎo)致在電源電壓中的突然減少。在電源電壓中的這種下降可能被一個(gè)或多個(gè)訂戶錯(cuò)誤地探測(cè)為脈沖的下降沿。本發(fā)明所基于的目的是提供一種操作在開頭指定的類型的報(bào)警系統(tǒng)的方法，該方法提供了改善的通信確定性。
本發(fā)明實(shí)現(xiàn)該目的在于，每個(gè)訂戶中的電源電壓被減小到內(nèi)部供電電壓，該內(nèi)部供電電壓比電源電壓至少低通信消息脈沖的幅值，以及在于訂戶的內(nèi)部運(yùn)行電壓從該內(nèi)部供電電壓產(chǎn)生。由此實(shí)現(xiàn)的效果在于，電源電壓(更精確地，控制模塊或總線主控器中的電壓源)被“對(duì)稱地”加載，因?yàn)槊總€(gè)訂戶目前在通信脈沖的長(zhǎng)度期間也從二線制線路中汲取電流。因此，雖然如前所述，在靜止?fàn)顟B(tài)下和在脈沖暫停階段發(fā)送通信消息期間，電源電壓隨著二線制線路的長(zhǎng)度增加而下降，但是在脈沖長(zhǎng)度期間更低的電壓電平也下降了大致相同的程度，因此使電壓調(diào)制中的擺動(dòng)大致相同，而在很大程度上與二線制線路的長(zhǎng)度無關(guān)，特別是即使一個(gè)或多個(gè)訂戶突然從二線制線路中汲取增加的電流。本方法中的改進(jìn)涉及，每個(gè)訂戶的內(nèi)部供電電壓從電源電壓中產(chǎn)生，以便隨時(shí)間延遲逐漸上升。這附加地防止了電源電壓經(jīng)受類似通信脈沖邊沿的突然變化。本發(fā)明所基于的另外的目的是，提供一種由于改善通信確定性而允許二線制線路的更大長(zhǎng)度的報(bào)警系統(tǒng)。該目的被實(shí)現(xiàn)在具有權(quán)利要求3的前序部分的特征的報(bào)警系統(tǒng)中，在于恒定電流電路具有與其上游連接的變壓器，該變壓器將電源電壓減少到內(nèi)部供電電壓，該內(nèi)部供電電壓比電源電壓至少低在二線制線路上的通信消息脈沖的電壓擺動(dòng)。以與以上所解釋的方法相類似的方式，由此實(shí)現(xiàn)的效果在于訂戶的恒定電流電路也在二線制線路上的通信脈沖的更低電平處汲取電流，因?yàn)樵谕ㄐ琶}沖長(zhǎng)度期間，訂戶的內(nèi)部供電電壓比電源電壓電平更低。因此，二線制線路的長(zhǎng)度能夠被增加，和/或包含具有相當(dāng)高電流或電力要求的致動(dòng)器的大量訂戶可以在不減小通信確定性的情況下被連接。優(yōu)選地，變壓器包括單個(gè)同相調(diào)整器。該同相調(diào)整器可以包括在發(fā)射極跟隨器電路中的調(diào)整晶體管，所述調(diào)整晶體管的集電極/基極結(jié)包含齊納二極管，該齊納二極管用于在調(diào)整晶體管的發(fā)射極上產(chǎn)生供電電壓，所述齊納二極管具有與其串聯(lián)連接的RC元件，該齊納二極管的其他連接被連接到處于參考地電位(地)的二線制線路的電線上。該齊納二極管實(shí)質(zhì)上確定內(nèi)部供電電壓的值。該RC元件是如此成比例的使得其時(shí)間常數(shù)比通信脈沖的長(zhǎng)度長(zhǎng)并且優(yōu)選地是該脈沖長(zhǎng)度的倍數(shù)。同相調(diào)整器的輸入和承載了電源電壓并連接到二線制線路的另一個(gè)電線的連接可以在它們之間具有正向偏置的二極管。在通信脈沖的低電平期間，RC元件的電容因此通過調(diào)整晶體管的基極/發(fā)射極路徑放電，從而使后者保持在導(dǎo)通狀態(tài)，并因此使訂戶也在通信脈沖期間汲取電流。該二極管防止調(diào)整晶體管在電源電壓電平在內(nèi)部供電電壓值之下的情況下反向?qū)āＴ诟倪M(jìn)的實(shí)施例中，齊納二極管具有與其串聯(lián)的二極管，該二極管在訂戶的內(nèi)部供電電壓下降時(shí)防止RC元件的電容通過調(diào)整晶體管的集電極/發(fā)射極路徑放電。該二極管確保RC元件的電容專門通過調(diào)整晶體管的基極結(jié)/發(fā)射極結(jié)來放電，并因此保持后者處于導(dǎo)通狀態(tài)。
優(yōu)選地，同相調(diào)整器具有與其連接的另外的、可切換恒定電流電路，該另外的、可切換恒定電流電路與所述恒定電流電路并聯(lián)。特別是，該另外的恒定電流電路能夠借助于訂戶中總是存在的微控制器來設(shè)計(jì)和/或控制，使得當(dāng)電源電壓接通時(shí)和/或當(dāng)對(duì)于訂戶存在增加的電流要求時(shí)，內(nèi)部存儲(chǔ)電容用相應(yīng)的更高電流來充電。特別是，當(dāng)訂戶通過激活內(nèi)部電流吸收器來發(fā)送電流編碼的數(shù)據(jù)消息到控制模塊時(shí)和/或當(dāng)微控制器激活另外的訂戶電路時(shí)，存在訂戶的增加電流的要求，該另外的訂戶電路例如是氣體傳感器電路或聲信號(hào)發(fā)生器。至少一個(gè)恒定電流電路可具有控制輸入，該控制輸入具有與其連接的RC元件，該RC元件至少當(dāng)訂戶連接到電源電壓時(shí)延遲了由恒定電流電路所提供的電流的上升。正常地，控制模塊將訂戶接連地連接到二線制線路并且因此連接到初始化例程中的電源電壓。延遲的電流上升防止了訂戶連接導(dǎo)致電源電源電壓中的突然下降，該突然下降表現(xiàn)得就像用于已經(jīng)接通的訂戶的通信脈沖的下降沿。因此，兩個(gè)恒定電流電路都優(yōu)選具有與其連接的RC元件。優(yōu)選的，恒定電流電路的(相應(yīng))RC元件的電容通過電阻連接到控制輸入，該電阻與該電容形成另外的RC元件，該另外的RC元件具有比最長(zhǎng)的通信脈沖的脈沖長(zhǎng)度更大的放電時(shí)間常數(shù)并且優(yōu)選地為該脈沖長(zhǎng)度的倍數(shù)。該內(nèi)部存儲(chǔ)電容，其在起始脈沖和/或其他脈沖期間并不被充電，例如，該其它脈沖通過使電源電壓的電平降低到內(nèi)部供電電壓值之下的值來被體現(xiàn)，因此早在有關(guān)脈沖的末端，再次接收充電電流。也就是說，當(dāng)電源電壓再次達(dá)到其完全輸出值時(shí)，因?yàn)樵诿}沖長(zhǎng)度期間，控制電壓由于另外的RC元件也在恒定電流電路的一個(gè)或兩者的控制輸入處被保持。優(yōu)選的，訂戶的微控制器的一個(gè)連接被連接到可切換恒定電流電路的控制輸入，并且一旦已經(jīng)達(dá)到訂戶的內(nèi)部運(yùn)行電壓，就提供禁止信號(hào)。在該實(shí)施例的展開中，當(dāng)對(duì)于訂戶存在增加的電流要求時(shí)或當(dāng)內(nèi)部供電電壓下降時(shí)，在已經(jīng)達(dá)到內(nèi)部運(yùn)行電壓后關(guān)斷的該恒定電流電路的控制輸入通過微控制器的相同連接來接收使能信號(hào)，以便以加速的方式重新充電存儲(chǔ)電容。例如由于內(nèi)部錯(cuò)誤，訂戶的顯著的附加電流要求不能借助于一個(gè)或多個(gè)恒定電流電路來彌補(bǔ)，而僅僅能夠從內(nèi)部存儲(chǔ)電容非常簡(jiǎn)要地彌補(bǔ)。為了防止訂戶在該情況下完全地失敗，存儲(chǔ)電容可以具有與其連接的電壓監(jiān)測(cè)電路，如果內(nèi)部供電電壓或者存儲(chǔ)電容兩端的電壓(該電壓具有幾乎相同的大小)下降到指定的閾值以下，則該電壓監(jiān)測(cè)電路斷開訂戶中的各個(gè)電力負(fù)載。這允許訂戶的通信能力得到保持，其意味著所述訂戶能夠發(fā)送錯(cuò)誤報(bào)告給控制模塊?？刂颇K可隨后對(duì)于其部分通過使用尋址命令來斷開訂戶。以下參照附圖
解釋本發(fā)明，其中圖I示出了訂戶的框圖2a示出了沒有電阻負(fù)載的時(shí)間依賴性電源電壓的簡(jiǎn)化圖；圖2b示出了具有電阻負(fù)載的電源電壓的時(shí)間依賴性輪廓的簡(jiǎn)化圖；圖3示出了訂戶的內(nèi)部供電電源的示例性實(shí)施例的電路圖；圖4示出了如圖3中所示的對(duì)由具有電源的訂戶所汲取增加電流的情況，電源電壓的時(shí)間依賴性輪廓的簡(jiǎn)化圖。如開頭所解釋的，從現(xiàn)有技術(shù)中已知的報(bào)警系統(tǒng)包括控制中心(可能還包括從屬控制中心)，該控制中心具有隨后被稱作總線主控器的至少一個(gè)控制模塊。該總線主控器使二線制線路的起始和末端均與其連接。該二線制線路具有相間隔地與其并聯(lián)地電連接的許多個(gè)訂戶。該二線制線路為訂戶提供電源電壓并同時(shí)被用于總線主控器和訂戶之間的雙向 通信。為簡(jiǎn)略起見，該二線制線路因此也被稱為環(huán)形總線。圖I中示出了已經(jīng)被選作實(shí)例的訂戶的框圖，在該情況下為火災(zāi)報(bào)警器的形式。它具有輸入連接Al和A2，以及輸出連接BI和B2。在該情況下，二線制線路中的一條電線為Al和BI之間的帶電電線，通過報(bào)警器形成回路。另一條電線，在該實(shí)例中處于參考地電位GND (地)，經(jīng)由兩個(gè)串聯(lián)連接的半導(dǎo)體開關(guān)SI和S2在A2和B2之間路由。總線主控器可使用被發(fā)送給訂戶的控制命令來切換開關(guān)SI和S2。在普通操作中，SI和S2閉合?；馂?zāi)報(bào)警器包括散射光傳感器I、氣體傳感器2、熱傳感3和致動(dòng)器4，該致動(dòng)器4可以特別是電聲或光信號(hào)發(fā)生器。微控制器MC與這些組件通信，并且控制它們以及開關(guān)SI和S2。微控制器MC經(jīng)由方框TX/RX連接到二線制線路的帶電電線Al-Bl并且例如經(jīng)由UART接口與總線主控器通信。微處理器MC和前述組件I到4例如從普通電壓調(diào)節(jié)器5接收它們的+3. 3v的運(yùn)行電壓Ub，該普通電壓調(diào)節(jié)器5的輸入從電源電路6接收相應(yīng)更高的供電電壓。后者的輸入連接到二線制線路的電線Al-Bl，該電線例如為+40V。依照現(xiàn)有技術(shù)，電源電路6實(shí)質(zhì)上包括恒定電流電路，該恒定電流電路將緩沖器或存儲(chǔ)電容充電到外部電源電壓Uv。出于將位編碼消息從總線主控器傳輸?shù)接啈舻哪康?，?duì)電源電壓Uv的電壓調(diào)制因此導(dǎo)致了恒定電流電路僅在脈沖暫停期間從二線制線路中汲取電流或電力，因?yàn)樵诿}沖長(zhǎng)度期間存儲(chǔ)電容所已經(jīng)充電到的電壓高于瞬時(shí)電源電壓。圖2a和2b中的圖形以高度簡(jiǎn)化的形式說明了 隨著訂戶和總線主控器之間距離的增加以及隨著訂戶數(shù)目的增加，二線制線路的電阻因此導(dǎo)致了電壓擺動(dòng)不斷變得更小。圖2a示出了在二線制線路起始處(S卩，在總線主控器的連接上)的長(zhǎng)起始脈沖之后的幾個(gè)通信脈沖的電壓輪廓。該電源電壓為40V。電壓擺動(dòng)或調(diào)制深度為8V(例如)。圖2b示出了例如遠(yuǎn)離總線主控器數(shù)百米的訂戶的相同電壓輪廓。電源電壓由于訂戶的靜態(tài)電流消耗而已經(jīng)下降了 5V到35V。然而，目前的電壓擺動(dòng)僅僅約為3V。電壓擺動(dòng)越小，解碼以及通信錯(cuò)越可能出現(xiàn)，特別是由于脈沖沿的梯度也隨著與總線的距離的增加而減小(圖2b中未示出)。如果訂戶同時(shí)以電流調(diào)制形式發(fā)送位編碼消息給總線主控器，則電壓擺動(dòng)仍將更進(jìn)一步減小，因?yàn)橛伤懻摰挠啈羲橙〉脑黾与娏鲗⒁鸲€制線路上的電源電壓Uv的電平中的附加降低?；趫DI中的模塊6(外加模塊5以幫助理解)通過如圖3中的電路圖所示的電源電壓來避免基于現(xiàn)有技術(shù)的向訂戶供應(yīng)電流的這些缺點(diǎn)。圖3中所示的電路連接訂戶的連接A1、A2。由于在短路或者二線制線路的進(jìn)程中斷的情況下，訂戶還可以從二線制線路的末端被提供電力，因此該電路也連接到訂戶的連接B2。在最初考慮的靜態(tài)情況下，通過舉例，相對(duì)參考地電位GND的+40V的電壓Uv，被施加到連接Al。二極管Dl之后有同相調(diào)整器，該同相調(diào)整器實(shí)質(zhì)上包括晶體管TR1，該晶體管TRl具有集電極電阻Rl和高值發(fā)射極/基極電阻R31。當(dāng)Uv下降到低于TRl的發(fā)射極上的電壓的電平時(shí)(例如在OV起始脈沖的傳輸期間或者通信脈沖的脈沖長(zhǎng)度期間)，該二極管Dl防止反饋進(jìn)到二線制線路中。TRl通過二極管D2、齊納二極管ZD2(在該情況中具有6. 2V的齊納電壓)、電阻R2和電阻R3來接收TRl的基極電流。R2和R3具有在它們之間連接到GND的電容Cl。電阻R2和電容Cl形成RC元件。當(dāng)施加Uv時(shí)，TRl因此接收其基極電流，該基極電流具有由于R2，C1的時(shí)間延遲。在TRl的發(fā)射極上出現(xiàn)電壓Us，該電壓約 為33V以及指示了標(biāo)注尺寸。R2、C1的時(shí)間常數(shù)是成比例的，使得其是位時(shí)間(也就是說，通信脈沖的脈沖長(zhǎng)度)的倍數(shù)。考慮Dl和D2的前向電壓，ZD2的齊納電壓被選擇為至少等于二線制線路起始處的通信脈沖的電壓擺動(dòng)。當(dāng)Uv的電平下降到對(duì)應(yīng)通信脈沖的值時(shí)，假設(shè)為34V，Cl因此在脈沖長(zhǎng)度期間為TRl提供基極電流，并且TRl因此保持導(dǎo)通，結(jié)果其發(fā)射極上的電壓Us因此保持至少實(shí)質(zhì)上恒定并且因此在通信脈沖期間從Uv的電平起伏中去耦。在該情況下，D2防止Cl能夠通過TRl的低電阻集電極/發(fā)射極路徑放電。內(nèi)部供電電壓Us被施加到兩個(gè)并聯(lián)的恒定電流電路，該恒定電流電路提供不同的恒定電流電平。為了啟動(dòng)，警報(bào)器要求比靜態(tài)電流高很多的電流，例如其可以在100到200 之間。當(dāng)警報(bào)器以電流調(diào)制的形式向總線主控器和/或諸如光學(xué)或聲學(xué)信號(hào)發(fā)生器的致動(dòng)器發(fā)送數(shù)據(jù)消息時(shí)，相同的施加被激活。這種增加的電力或電流要求借助于第二恒定電流源被彌補(bǔ)。第一恒定電流電路實(shí)質(zhì)上包括TR2、TR4和R4，它們?nèi)缱陨硪阎倪B接在一起。TR4的基極以及因此同樣TR2的集電極通過電阻R202和R6被連接到參考地電位，以及晶體管TR6的基極/發(fā)射極結(jié)被連接到電壓調(diào)整器5的輸出(同樣比較圖I)。在Uv連接到GND之前和期間以及在電壓調(diào)整器5的輸入處的電壓顯著上升后，該輸出處于+Ub，例如+3. 3V。在R202和R6之間的連接點(diǎn)通過電容C2被連接到TRl的發(fā)射極，即，連接到Us。當(dāng)TRl的發(fā)射極改變?yōu)閁s時(shí)，C2因此使用R202以保持晶體管TR4，以及由此該恒定電流電路大體上關(guān)斷，直到C2經(jīng)由R6和TR6的基極/發(fā)射極結(jié)已經(jīng)被充電到大約0. 6V。C2因此與R6形成RC元件。結(jié)果，TR4在時(shí)間延遲后導(dǎo)通，并且然后使用放電保護(hù)二極管D3來為存儲(chǔ)電容C4提供充電電流，該充電電流由與TR2連接的R4所限制，例如限制為1mA。第二恒定電流電路是可切換的并且設(shè)計(jì)為相對(duì)高的例如6mA的恒定電流。該第二恒定電流電路實(shí)質(zhì)上包括晶體管TR3和TR5以及還包括電阻R5，并且具有與第一恒定電流電路類似的電路設(shè)計(jì)。TR5的集電極，與TR4的集電極一樣，通過D3連接到C4。TR5的基極以及TR3的集電極通過電阻R201和電阻R7被連接到晶體管TR6的集電極。在R201和R7之間的連接點(diǎn)通過電容C3被連接到TRl的發(fā)射極，即連接到供電電壓Us。C3與R7形成RC元件，并且對(duì)第二恒定電流電路具有與R6、C2對(duì)第一恒定電流電路相同的功能。然而，電容C3具有比C2實(shí)質(zhì)上更高的值，以及電阻R7具有比R6實(shí)質(zhì)上更低的值。尤其由于C4，恒定電流電路的RC元件R6、C2以及R7、C3防止報(bào)警器汲取高的接通電流，特別是當(dāng)施加電源電壓時(shí)。例如，R6、C2的時(shí)間常數(shù)可以在100到200ms之間。由于由第二恒定電流電路所汲取的更高的電流，R7、C3的時(shí)間常數(shù)適宜地顯著地更大。
當(dāng)通過施加電源電壓Uv來啟動(dòng)報(bào)警器時(shí)，兩個(gè)恒定電流電路均經(jīng)由D3將存儲(chǔ)電容C4大約充電到電源電壓Us，即減去在晶體管和二極管路徑兩端的電壓降。存儲(chǔ)電容C4具有與其連接的標(biāo)準(zhǔn)電壓調(diào)整器5 (比較圖I)，該標(biāo)準(zhǔn)電壓調(diào)整器5提供3. 3V的內(nèi)部運(yùn)行電壓Ub。此外，存儲(chǔ)電容C4具有與其并聯(lián)連接的分壓器R11、R12。干擾抑制電容C6與R12并聯(lián)。該分壓器上的分接頭連接到圖I中的微控制器MC的端口或連接MCI。微控制器MC使用該連接MCl以監(jiān)測(cè)存儲(chǔ)電容C4兩端的電壓。當(dāng)該電壓下降到指定的閾值以下時(shí)，微控制器斷開報(bào)警器中的特定電路，特別是那些具有高電流或電力消耗的電路，以便使報(bào)警器保持與總線主控器通信的能力。作為替代的或者此外的，微控制器可以連接第二恒定電流電路，如以下將更詳細(xì)解釋的。第二恒定電流電路可以借助于作為控制輸入的TR5的基極來被連接和斷開。這通 過使用TR6和NPN晶體管TR7來完成，TR7的集電極和TR6的基極相連接。TR6的基極和GND具有在它們之間的電阻RIO。TR7的基極通過電阻R9連接到參考地電位并通過電阻R8連接到微控制器MC的連接MC2。直到微控制器被初始化或因此是運(yùn)行的，MC2處于高阻抗，并且因此由于R9和TR6的接通而使得TR7關(guān)斷。第二恒定電流電路因此對(duì)與在Uv的連接之后的第一恒定電流電路并聯(lián)的存儲(chǔ)電容C4充電，但是優(yōu)選地使用列舉的更高的電流，由于R7、C3該電流在延遲的情況下增加到其具最終值?！┪⒖刂破鞅惶峁╇妷篣b并且處于操作中，其連接MC2改變到邏輯電平H。結(jié)果，TR7接通而TR6因此關(guān)斷，其結(jié)果使TR5并因此也使TR3關(guān)斷，并且使第二恒定電流電路斷開。TR4現(xiàn)在通過TR7接收其基極電流。第一恒定電流電路從而保持連接。微控制器可附加地被編程，使得設(shè)置它的連接MC2為邏輯值L (或者使其高阻抗)，而無論在何時(shí)其要么連接警報(bào)器中的另外的電負(fù)載和/或在其連接MCl上的電壓下降到閾值之下。在該情況下，連接第二恒定電流電路并提供其電流給C4，該電流由于R7、C3而在延時(shí)的情況下上升。在開始所列舉的包括“長(zhǎng)”脈沖(例如起始、間隔或其他特殊脈沖)的通信協(xié)議的情況中，這些脈沖的電平改變?yōu)镺V或以任何速率改變?yōu)閁s以下的值，第一恒定電流電路中的基極串聯(lián)電阻器R202和第二恒定電流電路中的R201具有以下功能，特別是在多個(gè)這樣的脈沖以短時(shí)間間隔一個(gè)接一個(gè)時(shí)。當(dāng)Uv的電平下降到在ZD2不再導(dǎo)通的值以下時(shí)，TRl關(guān)斷。因此，Us在“長(zhǎng)”脈沖的長(zhǎng)度期間下降。在沒有R202或R201的情況下，C2和C3將因此通過TR4(以及TR2)和TR5(以及TR3)快速放電。然而，當(dāng)Us再次采取輸出值時(shí)，由恒定電流電路所提供的電流值將由于RC元件R6、C2和R7、C3以對(duì)應(yīng)的延遲而啟動(dòng)，并上升到其最終值。該延遲并不能由C4緩沖或旁路。該報(bào)警器因此斷開。這由基極串聯(lián)電阻R202和R201來避免。原因在于C2和R202以及C3和R201分別形成另外的RC元件或定時(shí)器。這些定時(shí)器的時(shí)間常數(shù)是成比例的，使得在所列舉的“長(zhǎng)”脈沖的長(zhǎng)度期間，考慮了該脈沖的最短連續(xù)性，C2也向TR4提供以及C3也向TR5提供相應(yīng)的基極電流。結(jié)果，恒定電流電路C4實(shí)際上立即地(由于R2、C1具有相對(duì)小的時(shí)間延遲)再次重新充電，而無論何時(shí)隊(duì)再次處于高輸出電平。上述的時(shí)間常數(shù)適宜地與最長(zhǎng)脈沖的長(zhǎng)度具有相同的數(shù)量級(jí)，也就是說，例如，對(duì)于開頭所列舉的脈沖長(zhǎng)度，在3ms的區(qū)域內(nèi)。
圖4示出了當(dāng)使用依照本發(fā)明的方法和電源電壓時(shí)，在消息傳輸期間通過電壓調(diào)制所獲得的電源電壓Uv 的電平的時(shí)間表的高度簡(jiǎn)化的說明。為了使問題清楚，時(shí)間刻度已經(jīng)與圖2a、2b成比例地大大地展開。訂戶如在圖2b的情況中處于離總線主控器相當(dāng)大的距離，該訂戶接收具有幾乎完全調(diào)制擺動(dòng)的通信脈沖，如圖2a中所示。從tl到t2(為了使問題清楚，已經(jīng)選擇以脈沖長(zhǎng)度的大小的數(shù)量級(jí)的時(shí)間間隔)，例如，訂戶汲取2mA的電流I，例如替代其IOOiiA的靜態(tài)電流I。Uv的上下電平實(shí)質(zhì)上成比例下降，但是一由于RC元件R6、C2，以及如果微控制器MC已經(jīng)接通第二恒定電流源，同樣由于RC元件R7、C3—不陡峭而是平滑地下降。類似的，在t2后電平也再次平滑地上升。
權(quán)利要求
1.用于操作報(bào)警系統(tǒng)的方法，該報(bào)警系統(tǒng)具有控制中心，該控制中心使用二線制線路用作為現(xiàn)場(chǎng)總線，以給多個(gè)訂戶提供電源電壓(Uv)并發(fā)送通信消息，所述通信消息具有通過電壓降低而施加在電源電壓上的脈沖列的形式，其中每個(gè)訂戶取得電源電壓并產(chǎn)生比電源電壓(Uv)更低的內(nèi)部運(yùn)行電壓(Ub)，其特征在于每個(gè)訂戶中的電源電壓(Uv)被減少到內(nèi)部供電電壓(Us)，該內(nèi)部供電電壓比電源電壓(Uv)至少低通信消息脈沖的幅值，以及在于訂戶的內(nèi)部運(yùn)行電壓(Ub)從該內(nèi)部供電電壓(Us)產(chǎn)生。
2.根據(jù)權(quán)利要求I的方法，其特征在于，當(dāng)連接電源電壓(Uv)時(shí)，產(chǎn)生內(nèi)部供電電壓(Us)以便隨著時(shí)間延遲逐漸上升。
3.具有控制中心的報(bào)警系統(tǒng)，訂戶(Al、A2 ;B1 、B2)借助于二線制線路與控制中心連接，所述訂戶通過操作為現(xiàn)場(chǎng)總線的二線制線路，從控制中心既接收電源電壓(Uv)又接收通信消息，該通信消息具有作為電壓調(diào)制施加在電源電壓上的脈沖列的形式，以及每個(gè)訂戶包括恒定電流電路(TR4、TR2)，該恒定電流電路連接到二線制線路并且用于充電存儲(chǔ)電容(C4)，該存儲(chǔ)電容具有與其連接的電壓調(diào)整器(5)，該電壓調(diào)整器產(chǎn)生內(nèi)部運(yùn)行電壓(Ub)，其特征在于恒定電流電路具有與其上游連接的變壓器(R1、TR1、ZD2)，該變壓器將電源電壓(Uv)減少為內(nèi)部供電電壓(Us)，該內(nèi)部供電電壓(Us)比電源電壓(Uv)至少低二線制線路上的通信消息脈沖的電壓擺動(dòng)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3的系統(tǒng)，其特征在于，所述變壓器包括同相調(diào)整器(R1、TR1)。
5.根據(jù)權(quán)利要求3或4的系統(tǒng)，其特征在于，同相調(diào)整器包括在發(fā)射極跟隨器電路中的調(diào)整晶體管(TRl)，所述調(diào)整晶體管的集電極/基極結(jié)包含齊納二極管(ZD2)和與該齊納二極管(ZD2)串聯(lián)的RC元件(R2，C1)，該齊納二極管用于在調(diào)整晶體管的發(fā)射極上產(chǎn)生供電電壓(Us)，該RC元件(R2，Cl)用于二線制線路的參考地電位(GND)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5的系統(tǒng)，其特征在于，同相調(diào)整器的輸入和二線制線路的帶電連接(Uv)具有在它們之間的正向偏置的二級(jí)管(Dl)。
7.根據(jù)權(quán)利要求5的系統(tǒng)，其特征在于，RC元件(R2、C1)的時(shí)間常數(shù)大于通信脈沖的脈沖長(zhǎng)度。
8.根據(jù)權(quán)利要求5到7之一的系統(tǒng)，其特征在于，齊納二極管(ZD2)具有與其串聯(lián)的二極管(D2)，該二極管(D2)在訂戶的內(nèi)部供電電壓(Us)下降時(shí)防止RC元件(R2、C1)的電容(Cl)通過調(diào)整晶體管(TRl)的集電極/發(fā)射極路徑放電。
9.根據(jù)權(quán)利要求3到8之一的系統(tǒng)，其特征在于，同相調(diào)整器具有與其相連接的另外的可切換恒定電流電路(TR5、TR3)，該另外的、可切換恒定電流電路與所述恒定電流電路(TR4、TR2)并聯(lián)。
10.根據(jù)權(quán)利要求9的系統(tǒng)，其特征在于，至少一個(gè)恒定電流電路(TR4、TR2;TR5、TR3)具有控制輸入，該控制輸入具有與其連接的RC元件(R6、C2 ;R7、C3)，該RC元件在接通電源電壓(Uv)時(shí)延遲了由恒定電流電路所提供的電流(充電電流)的上升。
11.根據(jù)權(quán)利要求9或10的系統(tǒng)，其特征在于，至少一個(gè)恒定電流電路的RC元件(R6、C2 ;R7、C3)的電容(C2 ；C3)通過電阻(R202 ；R201)連接到所述電路的控制輸入，所述電阻(R202 ；R201)與所述電容(C2 ；C3)形成另外的RC元件，該另外的RC元件具有比最長(zhǎng)通信脈沖的脈沖長(zhǎng)度更大的放電時(shí)間常數(shù)。
12.根據(jù)權(quán)利要求9到11之一的系統(tǒng)，其特征在于，一旦已經(jīng)達(dá)到訂戶的內(nèi)部運(yùn)行電壓(Ub)，所述恒定電流電路(TR5、TR3)之一的控制輸入就通過訂戶的微控制器(MC)的連接(MC2)來接收禁止信號(hào)。
13.根據(jù)權(quán)利要求12的系統(tǒng)，其特征在于，當(dāng)對(duì)于訂戶存在增加的電流要求時(shí)，在已經(jīng)達(dá)到內(nèi)部運(yùn)行電壓后關(guān)斷的該恒定電流電路(TR5、TR3)的控制輸入，通過微控制器(MC)的相同連接(MC2)來接收使能信號(hào)。
14.根據(jù)權(quán)利要求3到13之一的系統(tǒng)，其特征在于，存儲(chǔ)電容(C4)具有與其連接的電壓監(jiān)測(cè)電路(R11、R12、MC1)，當(dāng)電壓調(diào)整器(5)兩端的電壓下降到指定的閾值之下時(shí)，該電壓監(jiān)測(cè)電路斷開訂戶中的各個(gè)電力負(fù)載。
全文摘要
一種控制中心，具有借助于二線制線路與其連接的用戶(A1、A2、B1、B2)，所述訂戶通過操作為現(xiàn)場(chǎng)總線的二線制線路，從控制中心既接收電源電壓(+UV)又接收通信消息，該通信消息具有作為電壓調(diào)制施加在電源電壓上的脈沖列的形式，每個(gè)訂戶包括恒定電流電路，該恒定電流電路連接到二線制線路并且用于充電存儲(chǔ)電容，該存儲(chǔ)電容具有與其連接的電壓調(diào)整器(5)，該電壓調(diào)整器產(chǎn)生內(nèi)部運(yùn)行電壓。為了減少通信錯(cuò)誤，恒定電流電路具有與其上游連接的變壓器，該變壓器將電源電壓減少到內(nèi)部供電電壓，該內(nèi)部供電電壓比電源電壓至少低二線制線路上的通信消息的脈沖的電壓擺動(dòng)。
文檔編號(hào)G08B25/06GK102637346SQ20121008821
公開日2012年8月15日 申請(qǐng)日期2012年2月10日 優(yōu)先權(quán)日2011年2月10日
發(fā)明者B·呂本, H·波利策, T·克里彭多夫 申請(qǐng)人:諾瓦爾有限責(zé)任公司