Brevet FR2458960A1 — publié le 19810102

La présente invention concerne un système de transmission de signaux binaires entre les compo- sants d'une installation d'alarme. Les systèmes d'alarme électronique pour des entreprises ou des logements se constituent souvent de plusieurs composants distincts qui coopèrent. Il peut s'agir de capteurs prévus en des lieux différents fournissant un signal à un dispositif central qui actionne une ou plusieurs alarmes. Dans les systèmes coûteux de ce type, la coopération entre les composants est réalisée par le réseau électrique général, ce qui permet de supprimer la mise en place de lignes particulières, ce qui est avantageux lorsque le nombre de zones à surveiller augmente et que ces zones sont éloignées. Dans de tels systèmes d'alarme, les composants qui coopèrent sont simplement branchés dans la prise la plus proche pour fournir les signaux ou les recevoir. Les signaux peuvent être des signaux impulsionnels de fréquence sonore qui sont transmis au réseau par des coupleurs. Il est également possible d'utiliser en même temps la prise pour fournir de l'énergie et assurer la recharge permanente des accumulateurs associés aux composants; le système peut ainsi fonctionner mime lorsque l'alimentation est coupée. Dans les systèmes coûteux, on assure la transmission par des signaux à codage binaire, c'est-à-dire des groupes d'impulsions pour pouvoir identifier le signal d'alarme venant d'un capteur particulier. On associe à l'un des états logiques, en général l'état 1, une fréquence fixe alors qu'à l'état logique O on associe l'absence de cette fréquence. La pratique de tels systèmes montre que la fiabilité de la transmission des signaux n'est souvent pas assurée, en particulier pour des groupes de signaux binaires, à cause des parasites dans le réseau. De tels para- sites peuvent être créés par des moteurs, des régulateurs de puissance à découpage de phase, des lampes à décharge etc, et existent toujours dans le réseau. La présente invention a pour but de créer un système de transmission de signaux binaires entre les composants d'une installation d'alarme par un réseau étranger, qui, même lorsque le réseau est très parasité, permet- te un échange fiable des données entre les composants à une vitesse relativement élevée. A cet effet, l'invention concerne un système dans lequel les deux états logiques des signaux binaires sont chaque fois transformés en une fréquence fixe qui est associée, les deux fréquences étant couplées à un niveau de même ordre de grandeur sur le réseau étranger, et ces fréquences sont sélectionnées à la réception par un même filtre passe- bande. La conversion des deux états logiques en des fréquences fixes a l'avantage que le second état se constate par la détection d'un signal déterminé et non simple- ment par l'absence de signal. Un avantage particulier existe lorsque, les deux fréquences fixes sont voisines et peuvent être sélectionnées par un même filtre passe-bande car son temps d'oscillation n'influence pas la vitesse de transmission pen- dant l'échange des signaux. L'invention sera décrite aux figures -la figure l est un schéma bloc du système - la figure 2 est un schéma de détail d'un mode de réalisation préférentiel du système. Selon la figure 1, un élément d'alarme AG peut fournir un signal binaire sous la forme d'un groupe d'impulsions par l'intermédiaire d'une barre de raccordement 7 à un modulateur MO. Le modulateur MO est un générateur de fréquences commutables, qui à la réception de l'état logique 0 fournit une première fréquence fi et à la réception de l'état i une seconde fréquence f2 attaquant l'amplificateur V. La fréquence respective est fournie par l'étage d'émission *SE à un coupleur KO qui couple le signal de fréquence corres- pondant par des condensateurs ou autres moyens appropriés, sur la ligne (phase) Ph et le conducteur de masse Mp d'un réseau d'alimentation. Lorsque l'élément AG n'émet pas de signaux, le circuit est en état de réception. Lorsque des signaux émis par un autre élément d'alarme se présentent sous la forme des fréquences fl et f2 dans le coupleur KO, ces signaux peuvent traverser le filtre passe-bande FI et traver- sent l'amplificateur V pour arriver sur un démodulateur DE. L rsque le démodulateur DE reçoit à sa réception la fréquence fi, il fournit à sa sortie un état logique, et à la réception de la fréquence f2 un état logique 1. Par la borne de branche- ment 51e signal démodulé attaque l'élément d'alarme AG pour être exploité par des circuits logiques. Dans le schéma de la figure 2, le signal binaire de l'élément d'alarme non représenté arrive sous la forme d'un groupe d'impulsions par la borne 7 sur l'amplifi- cateur V5. Le signal amplifié alimente un modulateur MO qui à la réception de l'état 0 donne une première fréquence fi (277,25 kHz) transmise à un amplificateur V2. A la réception de l'état logique 1, le modulateur MO donne une seconde fréquen- ce f2 (280,75 kHz) qui est également transmise à l'amplificateur V2. Le modulateur MO est de préférence un composant semi-conducteur du commerce du groupe PLL (à verrouil- lage de phase) dont la structure et le fonctionnement sont - connus, par exemple le composant CD 4046 A. Le module reçoit les groupes d'impulsion binaires sur la borne 9 et en fonction des signaux logiques reçus il délivre à sa broche 4 la première fréquence fi et la seconde fréquence f2. Une tension d'alimentation +5V est appliquée à la borne 16 alors que la borne 8 reçoit la tension négative sur la masse. La borne il est reliée-à la masse par la résistance fixe Rll et la borne 12 par une résistance variable R13. Les bornes 6, 7 sont reliées l'une à l'autre par un petit condensateur C18 dont la capacité se situe dans le domaine des pF et qui, en combinaison avec Rll, détermine la fréquence de fonctionnement du modulateur. Le modulateur reçoit sur la borne 5 un signal permanent logique 0 ou 1 qui le met en oeuvre ou le bloque. Le signal de fréquence du modulateur MO passe par l'amplificateur V2 et un condensateur de couplage C14 pour être appliqué à la base d'un transistor T2, fonction- nant en entraîneur et dont le collecteur reçoit le courant par un relais A. Un contact d'inverseur ai associé à ce relais est nécessaire pour commuter à la réception Par un condensateur Cii et le curseur de la résistance de base R3, le signal de fréquence attaque la base d'un transistor TI, qui constitue un étage d'émetteur. Le collecteur du transistor Tl reçoit son courant par l'enrou- lement V2 d'un noyau magnétique annulaire R et d'une résistance RI.Sur l'enroulement V2 du noyau R est appliqué un condensa- teur C6.qui sert à accorder le noyau. Une diode Zener Dl protège le transistor 1 et écrête les éventuelles pointes de tension arrivant de l'extérieur vers l'enroulement V2. Les deux extrémités d'un autre enroule- ment VI du noyau sont reliées par les condensateurs Ci, CV2 de même valeur aux bornes de branchement 1, 2 qui sont reliées par un câble non représenté à une prise du réseau de distri- bution. Sur deux autres prises 3, 4 est appli- quée une tension continue de 12 V qui est de préférence fournie par un accumulateur non représenté, lui-même alimenté à partir du réseau par un appareil non représenté. Deux circuits de stabilisation en série SI et S2 stabilisent les tensions d'alimentation A + 8 V + 5 V et les différents groupes. Ces tensions servent à l'alimentation des différents amplificateurs (non représentés pour simplifier). Inversement, lorsqu'un signal d'un capteur étranger passe par les condensateurs CI, C2 pour arriver sur l'enroulement Vi, ce signal est induit dans un autre enroulement V3 du noyau R associé au récepteur. Lorsque le récepteur est au repos, le signal de réception induit dans l'enroulement V3 est fourni par le contact d'inversion AI du relais A de la bobine de couplage Ll d'un filtre passe-bande. Le filtre se compose d'un premier circuit oscillant formé d'une bobine L2 et d'un condensateur C8 et d'un second circuit oscillant formé d'une bobine L3 et d'un condensateur CIO. Le premier circuit oscillant est couplé sur le second par un condensateur C9. Le filtre passe-bande du second circuit est de préférence accordé pour avoir une courbe de passage, symé- trique par rapport à la fréquence de 280 kHz du milieu de la bande; ce qui donne les mêmes conditions de passage pour les fréquences fl, f2, situées,de part et d'autre dans une zone de ± 2,75 kHz de la fréquence du milieu de la bande. Pendant l!arrivée d'un groupe de signaux étrangers, le filtre passe-bande reçoit toujours l'une des deux fréquences fi, f2 mais pas de pause de signal. Comme le filtre ne peut en alternance recevoir que deux fréquences très analogues, cela élimine en pratique les oscillations propres au filtre, si bien que le filtre peut suivre une varia- tion rapide du signal. Pour cette raison, il est également avantageux d'émettre immédiatement avant l'émission d'un groupe de signaux, la fréquence fl associée à l'état logique 0, de façon qutà l'arrivée du premier train d'ondes impulsionnelles, le filtre soit déjà en oscillation. Pour les mêmes raisons, il est avantageux de transmettre des fréquences fi, f2 sensiblement avec le même niveau. A partir de la sortie du filtre, le signal de fréquence sélectionné parvient, à travers une résistance R4, à deux diodes D2 et D3, connectées en sens opposés, qui agissent comme limiteurs et débarrassent l'amplitude de pointes de para- sites éventuellement encore présents. A travers un condensateur de couplage C13, le signal de fréquence qui est reçu chaque fois est amené, tout d'abord, à un amplificateur VI à couplage opposé, et ensuite, à travers un condensateur C15, à un amplificateur V3 à couplage opposé. Le signal de sortie de l'amplificateur V3 parvient, à travers un condensateur C16, à une résistance finale R15 prévue pour l'adaptation de l'impédance, et à l'entrée d'un démodulateur DE. Le démodulateur DE est de préférence à nouveau un module semi-conducteur, par exemple du type CD 4046 A, qui a déjà été monté comme modulateur à l'intérieur de l'émetteur. Lorsque le démodulateur reçoit la fréquence fI, il délivre à sa sortie un signal logique "0", et, lorsqu'il reçoit la fréquence f2, il délivre un signal logique "1". Le module démodulateur reçoit le signal de fréquence à une broche 14 et délivre le signal logique correspon- dant à une broche 10. A la broche 16, est amenée une tension d'alimentation de + 8 V, et la broche 8 est reliée à la masse, La broche Il est reliée à la masse à travers une résistance fixe RIO, et la broche 12 est reliée à la masse à travers une résis- tance réglable R12. Ici également, les broches 6 et 7 sont reliées entre elles à travers un condensateur dont la capacité se trouve dans le domaine pF. La broche 5 qui forme l'entrée de départ et 2 4589&O1 dtarret est ici reliées à la masse de sorte que le démodulateur est en permanence pret à fonctionner. Entre les broches 9 et 13 est prévue une résistance R14 et la broche 9 est en supplément mise à la nmasse avec un condensateur C19. Les broches 3 et 4 sont reliées entre elles par un pont. La sortie du démodulateur DE est reliée a l'entrée d'un amplificateur V4 et par une résistance R16 à la masse. La sortie de l'amplificateur V4 est reliée à une borne de branchement 5 qui fournit le signal de réception pour l'élément d'alarme aval. La pratique a montré que le système ci-dessus permet, meme lorsque le réseau est en dérangement, d'avoir une bonne communication des différents éléments d'une installation d'alarme, avec des éloignements de plusieurs centaines de mètres. On est arrivé à de bons résultats, en particulier pour des fréquences de cadence des signaux binaires de l'ordre de 50 kHz à 5 kHz et les fréquences de transmission entre 20 kHz et 500 kHz. REVENDICATIONS ) Système de transmission de signaux binaires entre les composants d'une installation d'alarme par un réseau étranger, notamment le réseau d'alimentation élec- trique, système dans lequel au moins un des deux états logiques des deux signaux binaires est transformé en une certaine fréquence, pour être couplé sur le réseau et être découplé à la réception par un filtre, système caractérisé en ce que chacun des deux états logiques des signaux binaires est converti respectivement en une fréquence fixe correspondante, les deux fréquences fixes étant couplées sur le réseau étranger avec un niveau de même ordre de grandeur,. et en ce qu'à la réception, les signaux sont découplés par un filtre passe- bande. 20) Système selon la revendication 1, caractérisé en ce que les deux fréquences sont comprises entre kHz et 500 kHz, et sont séparées de moins de 10 kHz. ) Système selon la revendication 1, caractérisé en ce que la courbe passante du filtre passe-bande est symétrique par rapport à une fréquence de milieu de bande et les deux fréquences de transmission sont équidistantes de la fréquence du milieu de bande. ) Système selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le filtre passe-bande se compose de deux circuits parallèles couplés l'un à l'autre, dont l'un est accordé sur la première fréquence et l'autre sur la seconde fréquence. -5 ) Système selon la revendication 4, caractérisé en ce que la fréquence du milieu de bande des fil- tres est fixée à 200 kHz et les fréquences limite sont situées de part et d'autre à + 3 kHz. ) Système selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'avant la transmission d'un groupe d'impul- sions on envoie le signal correspondant à l'état logique(O) au moins pendant une durée correspondant à une largeur d'impul- sions. ) Système selon la revendication 1, caractérisé en ce que le couplage des signaux de fréquence sur le réseau se fait par un anneau en ferrite à trois enrou- lements dont le premier est relié au réseau par deux condensa- teurs, le second à la sortie de l'émetteur du système et le troisième à l'entrée de réception du système. ) Système selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que la fréquence de la cadence des signaux binaires est comprise dans la plage de 50 Hz à 5 kHz. ) Système selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que les signaux binaires sont transmis par l'intermédiaire d'une modulation à impulsions codées (PCM) et sont vérifiées par le signal associé à l'état logique 1, en étant le cas échéant régénéré et exploité.