автономный передатчик цифровых сигналов и система дистанционного управления на его основе

Формула изобретения

1. Автономный передатчик цифровых сигналов, содержащий источник электрического питания, включающий в себя генератор электрических зарядов со средством его активизации, преобразователь энергии электрических зарядов, вход которого подключен к выходу генератора электрических зарядов, и блок формирования и передачи цифрового сигнала, вход которого соединен с выходом преобразователя энергии электрических сигналов, отличающийся тем, что преобразователь энергии электрических зарядов выполнен в виде формирователя коротких импульсов и понижающего трансформатора, вход формирователя коротких импульсов является входом упомянутого преобразователя, а выход формирователя коротких импульсов соединен с первичной обмоткой понижающего трансформатора, вторичная обмотка которого через выпрямитель соединена с накопителем электрических зарядов, который является выходным элементом преобразователя энергии электрических зарядов.

2. Автономный передатчик по п.1, отличающийся тем, что генератор электрических зарядов выполнен в виде пьезоэлемента.

3. Автономный передатчик по п.1, отличающийся тем, что генератор электрических зарядов выполнен в виде трибоэлемента.

4. Автономный передатчик по п.1, отличающийся тем, что генератор электрических зарядов выполнен в виде радиоактивного источника заряженных частиц.

5. Автономный передатчик по любому из пп.1-4, отличающийся тем, что блок формирования и передачи цифрового сигнала выполнен с возможностью передачи радиосигнала.

6. Автономный передатчик по любому из пп.1-4, отличающийся тем, что блок формирования и передачи цифрового сигнала выполнен с возможностью передачи оптического сигнала.

7. Автономный передатчик по п.6, отличающийся тем, что блок формирования и передачи цифрового сигнала содержит лазерный излучатель.

8. Автономный передатчик по любому из пп.1-4, отличающийся тем, что блок формирования и передачи цифрового сигнала выполнен с возможностью передачи акустического сигнала.

9. Автономный передатчик по любому из пп.1-4, отличающийся тем, что выполнен в виде радиомаяка.

10. Автономный передатчик цифровых сигналов, содержащий источник электрического питания, включающий в себя генератор электрических зарядов со средством его активизации, преобразователь энергии электрических зарядов, вход которого подключен к выходу генератора электрических зарядов, и блок формирования и передачи цифрового сигнала, вход которого соединен с выходом преобразователя энергии электрических зарядов, отличающийся тем, что преобразователь энергии электрических зарядов выполнен в виде формирователя коротких импульсов, вход которого является входом упомянутого преобразователя, и подключенной к выходу формирователя коротких импульсов батареи конденсаторов, снабженной коммутационным устройством, предназначенным для переключения конденсаторов с последовательного соединения, необходимого для накопления зарядов от генератора электрических зарядов, на последующее параллельное соединение, позволяющее суммировать заряды, накопленные на каждом конденсаторе, с одновременным понижением потенциала этих зарядов на выходе преобразователя.

11. Автономный передатчик по п.10, отличающийся тем, что генератор электрических зарядов выполнен в виде пьезоэлемента.

12. Автономный передатчик по п.10, отличающийся тем, что генератор электрических зарядов выполнен в виде трибоэлемента.

13. Автономный передатчик по п.10, отличающийся тем, что генератор электрических зарядов выполнен в виде радиоактивного источника заряженных частиц.

14. Автономный передатчик по любому из пп.10-13, отличающийся тем, что блок формирования и передачи цифрового сигнала выполнен с возможностью передачи радиосигнала.

15. Автономный передатчик по любому из пп.10-13, отличающийся тем, что блок формирования и передачи цифрового сигнала выполнен с возможностью передачи оптического сигнала.

16. Автономный передатчик по п.15, отличающийся тем, что блок формирования и передачи цифрового сигнала содержит лазерный излучатель.

17. Автономный передатчик по любому из пп.10-13, отличающийся тем, что блок формирования и передачи цифрового сигнала выполнен с возможностью передачи акустического сигнала.

18. Автономный передатчик по любому из пп.10-13, отличающийся тем, что выполнен в виде радиомаяка.

19. Система дистанционного управления, содержащая передатчик, предназначенный для формирования и передачи сигналов дистанционного управления, приемное устройство, связанное с упомянутым передатчиком каналом связи и предназначенное для детектирования сигналов дистанционного управления, и устройство обработки и управления, предназначенное для выделения цифрового кода сигнала дистанционного управления и выработки команды управления, по меньшей мере, одним электрическим прибором в соответствии с выделенной цифровой информацией, отличающаяся тем, что упомянутый передатчик выполнен в виде автономного передатчика цифровых сигналов по п.1 или 10.

20. Система по п.19, отличающаяся тем, что канал связи образован проводной связью.

21. Система по п.19, отличающаяся тем, что канал связи выполнен в виде радиоканала.

22. Система по п.19, отличающаяся тем, что канал связи выполнен в виде оптического канала.

23. Система по п.19, отличающаяся тем, что канал связи выполнен в виде акустического канала.

24. Система по п.19, отличающаяся тем, что в качестве управляемых электрических приборов использованы осветительные приборы.

25. Система по п.19, отличающаяся тем, что в качестве управляемых электрических приборов использованы приборы, содержащие электропривод.

26. Система по п.19, отличающаяся тем, что в качестве управляемых электрических приборов использованы приборы бытовой электроники, преимущественно нагревательные приборы, холодильники, кондиционеры.

27. Система по п.19, отличающаяся тем, что в качестве управляемых электрических приборов использованы приборы оповещения, сигнализации, в частности, компьютер, обрабатывающий и сохраняющий информацию о поступающих цифровых сигналах.

28. Система по п.19, отличающаяся тем, что упомянутый передатчик сигналов дистанционного управления выполнен с возможностью его встраивания в стены сооружений и в иные необслуживаемые инженерные конструкции.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к средствам для передачи сигналов, в частности к автономным устройствам для передачи цифровых сигналов и системам дистанционного управления (ДУ) на их основе.

Изобретение может быть использовано при создании автономных необслуживаемых передатчиков сигналов, радиомаяков, сигнализационных и передающих устройств в системах безопасности, беспроводных сенсоров в системах промышленной автоматики, систем дистанционного управления бытовой и промышленной техникой.

Известен автономный передатчик кодированных радиосигналов для систем безопасности, содержащий пьезоэлемент, обеспечивающий генерацию электрических зарядов при механическом воздействии на него, блок для формирования и передачи радиосигналов в эфир и схему питания указанного блока от пьезоэлемента (см. патент США 5572190, oп. 05.11.96).

Недостатком известного передатчика является то, что сравнительно небольшой электрический заряд, производимый пьезоэлементом при механическом воздействии на него, фактически без изменения перетекает на емкость низкочастотного фильтра, которая служит своеобразным буферным накопителем зарядов для питания следующего за ним блока формирования и передачи кодированных радиосигналов. Низкое электрическое напряжения на выходе низкочастотного фильтра (5-12 В), пригодное для питания указанного блока передачи сигналов, формируется благодаря значительному падению напряжения на активной составляющей фильтра, что, в свою очередь, снижает отдаваемую на выходе схемы мощность. Пороговый элемент и кремниевый выпрямитель в данной схеме выполняют роль своеобразного преобразователя энергии электрических зарядов, поступающих от пьезоэлемента и влияют лишь на форму и полярность токового импульса от пьезоэлемента, не приводя к увеличению полного заряда в исходном токовом импульсе. Неидеальность кремниевого выпрямителя, используемого в схеме, а именно низкое напряжение пробоя диодов, (несколько сотен вольт) и токовые утечки обратно смещенных диодов снижают допустимую величину рабочего напряжения на его входе и ограничивают, тем самым, возможность получения в схеме достаточно больших токовых импульсов. В результате, заряд, накапливаемый на емкости низкочастотного фильтра, будет сравнительно небольшим, что снижает эффективность схемы электрического питания известного передатчика радиосигналов в целом.

Известны также разнообразные устройства и системы ДУ электрическими приборами, в том числе система ДУ освещением (см. патент США 3971028, oп. 20.07.76), система ДУ потолочными вентиляторами (см. патент США 4371814, oп. 01.02.83), телевизионными и аудиоприемниками (см. патент США 3928760, oп. 23.12.75), передатчик для системы ДУ замком автомобиля (см. патент США 5592169, oп. 07.01.97).

В частности, система ДУ замком автомобиля, описанная в патенте США 5592169, содержит автономный передатчик кодированных сигналов ДУ, приемник и блок управления замком. Приемник системы ДУ получает энергию от той же электрической сети, что и управляемая им нагрузка - замок, а автономный передатчик сигналов ДУ снабжается автономным источником электрического питания - батареей или аккумулятором.

Необходимость периодических затрат на приобретение батареек, подзарядку аккумуляторов и своевременное обслуживание автономного передатчика, а также экономические и экологические проблемы, связанные с утилизацией использованных батареек, являются основными недостатками таких систем ДУ и ограничивают их широкое распространение.

Известны попытки создания систем управления с питанием передатчика от пьезоэлементов, как например, в устройстве для управления электронной игрушкой (см. патент США 4612472, oп. 16.09.86). В этом устройстве, однако, передаваемый сигнал не имеет цифрового кодирования информации, необходимого для управления различными функциями исполнительного механизма управляемого объекта, а заряд от пьзоэлемента используется передающим устройством напрямую без предварительной обработки, т.е. крайне не эффективно.

Применение пьезоэлементов, либо других генераторов заряда для создания ДУ бытовыми или промышленными приборами авторам не известно.

Задачей изобретения является создание автономного передатчика цифровых сигналов, не требующего периодической замены или подзарядки источника электрического питания, с эффективной схемой питания от генераторов заряда, что в свою очередь позволяет создавать системы ДУ электрическими приборами, системы сбора информации и системы оповещения с возможностью долговременного встраивания передатчиков сигналов ДУ в необслуживаемые конструкции и сооружения, подобно традиционным настенным выключателям.

Указанный технический результат достигается тем, что в автономном передатчике цифровых сигналов, содержащем источник электрического питания, включающий в себя генератор электрических зарядов со средством его активизации, преобразователь энергии электрических зарядов, вход которого подключен к выходу генератора электрических зарядов, и блок формирования и передачи цифрового сигнала, вход которого соединен с выходом преобразователя энергии электрических сигналов, в соответствии с изобретением, преобразователь энергии электрических зарядов выполнен в виде понижающего трансформатора, первичная обмотка которого является входом упомянутого преобразователя, а его вторичная обмотка через выпрямитель соединена с накопителем электрических зарядов, который является выходным элементом преобразователя энергии электрических зарядов. Вторичная обмотка может состоять из двух обмоток, имеющих общий вывод, соединенный с одним выводом накопителя электрических зарядов, а два других вывода вторичной обмотки через двухполупериодный выпрямитель соединяются с другим выводом накопителя электрических зарядов. Такое выполнение обмотки более эффективно, по сравнению с одиночной обмоткой и мостовым выпрямителем, как, например, раскрыто в DE 4034100, поскольку позволяет индивидуально настраивать количество витков в каждой ветви вторичной обмотки и, что более важно, избежать двойного падения напряжения на диодах выпрямителя. Данный вариант выполнения преобразователя в особенности эффективен, когда генератор заряда производит короткие высокоэнергетические импульсы тока.

В одном из вариантов осуществления автономного передатчика цифровых сигналов, содержащего источник электрического питания, включающий в себя генератор электрических зарядов со средством его активизации, преобразователь энергии электрических зарядов, вход которого подключен к выходу генератора электрических зарядов, накопитель электрических зарядов, соединенный с выходом преобразователя энергии электрических зарядов, и блок формирования и передачи цифрового сигнала, вход которого соединен с выходом упомянутого накопителя электрических зарядов, преобразователь энергии электрических зарядов может быть выполнен в виде полупроводникового преобразователя, входная область которого является входом преобразователя энергии электрических зарядов и образована полупроводниковой структурой, предназначенной для накопления зарядов от генератора электрических зарядов и формирования процесса лавинного пробоя при превышении порогового напряжения на упомянутой полупроводниковой структуре, а выходная область полупроводникового преобразователя образована областью разделения и накопления вторичных зарядов, образующихся в результате лавинного пробоя, и соединена через выпрямитель с накопителем электрических зарядов.

Указанный выше технический результат достигается также тем, что в автономном передатчике цифровых сигналов, содержащем источник электрического питания, включающий в себя генератор электрических зарядов со средством его активизации, преобразователь энергии электрических зарядов, вход которого подключен к выходу генератора электрических зарядов, и блок формирования и передачи цифрового сигнала, вход которого соединен с выходом преобразователя энергии электрических зарядов, в соответствии с изобретением преобразователь энергии электрических зарядов выполнен в виде батареи конденсаторов, снабженной коммутационным устройством, предназначенным для переключения конденсаторов с последовательного соединения, необходимого для накопления зарядов от генератора электрических зарядов, на последующее параллельное соединение, позволяющее суммировать заряды, накопленные на каждом конденсаторе, с одновременным понижением потенциала этих зарядов на выходе преобразователя.

Генератор электрических зарядов может быть выполнен в виде пьезоэлемента, трибоэлемента. Привлекательно также использование такого практически неисчерпаемого по емкости генератора электрических зарядов с высоким электрическим потенциалом, как например, радиоактивный источник заряженных частиц, который может быть выполнен в виде конденсатора, в котором одна обкладка содержит радиоактивный материал излучающий заряженные -частицы, а другая обкладка служит их коллектором.

Два последних вида генераторов электрических зарядов производят заряд сравнительно медленно, поэтому ряд преобразователей, описанных выше, целесообразно дополнить формирователем коротких импульсов, включенным между выходом генератора электрических зарядов и входом преобразователя энергии электрических зарядов, выполненным подобно газоразрядной трубке либо в виде полупроводникового порогового элемента, например тиристора.

Блок формирования и передачи цифрового сигнала в автономном передатчике в соответствии с изобретением может быть выполнен с возможностью передачи радиосигнала, оптического сигнала, а также акустического сигнала. Причем в ряде систем передачи цифровых кодов на большие расстояния оптический вариант автономного передатчика весьма эффективен при использовании лазерного излучателя сигналов.

Настоящее изобретение позволяет создавать автономные радиомаяки, в которых качестве генератора электрических зарядов возможно использование радиоактивного источника заряженных частиц, что позволяет эксплуатировать такие устройства в космическом пространстве, в морских навигационных системах практически без обслуживания.

Кроме того, указанный технический результат достигается тем, что в системе дистанционного управления, содержащей передатчик, предназначенный для формирования и передачи сигналов дистанционного управления, приемное устройство, связанное с упомянутым передатчиком каналом связи и предназначенное для детектирования сигналов дистанционного управления, и устройство обработки и управления, предназначенное для выделения цифрового кода сигнала дистанционного управления и выработки команды управления, по меньшей мере, одним электрическим прибором в соответствии с выделенной цифровой информацией, в соответствии с изобретением передатчик сигналов ДУ выполнен в виде автономного передатчика цифровых сигналов по любому из вариантов, описанных выше.

При этом канал связи в этой системе ДУ может быть образован проводной гальванической связью, проводной связью с различными видами гальванической развязки, либо выполнен в виде радиоканала, оптического канала или акустического канала.

В указанной системе ДУ в качестве управляемых электрических приборов могут быть использованы осветительные приборы, приборы, содержащие электропривод, приборы бытовой электроники, преимущественно нагревательные приборы, холодильники, кондиционеры, приборы оповещения, сигнализации и, в частности, компьютер, обрабатывающий и сохраняющий информацию, поступающих от автономных передатчиков цифровых сигналов.

Важной особенностью такой системы ДУ является то, что упомянутый передатчик сигналов ДУ может быть выполнен с возможностью его встраивания в стены сооружений и в иные необслуживаемые инженерные конструкции, поскольку, например, такие генераторы заряда как пьезоэлементы, трибоэлементы, радиоактивные источники заряженных частиц не требуют обслуживания подобного периодической замене или подзарядке гальванических элементов.

Принципиальную возможность достижения вышеуказанного результата можно пояснить исходя из условия соблюдения закона сохранения энергии для соответствующего изобретению преобразования, которое в идеальном виде выглядит как qUin=QUout, где q и Uin соответственно заряд и его потенциал на входе преобразователя, а Q и Uout соответственно заряд и потенциал на выходе преобразователя. Исходя из этого условия можно оценить, что для увеличения (умножения) количества зарядов на выходе преобразователя, т.е. для условия Q>q, необходимо, чтобы потенциал на входе преобразователя Uin превышал потенциал на его выходе Uout. Условие Uin>Uout весьма легко реализуется технически, поскольку потенциал зарядов, производимых генератором зарядов, таких, например, как пьезоэлементы или трибоэлементы, обратно пропорционален собственной или нагрузочной емкости и может достигать нескольких тысяч вольт, в то время как потенциал, необходимый для питания электронных схем передатчика, составляет всего несколько единиц вольт. Эффективность процесса умножения количества зарядов будет определятся КПД преобразователя по отношению к процессу переноса электрической энергии исходного заряда со входа преобразователя на его выход.

Изобретение поясняется на примерах его осуществления, иллюстрируемых чертежами, на которых представлено следующее:

фиг.1 - блок схема автономного передатчика цифровых сигналов, выполненного в соответствии с изобретением,

фиг.2а - схема преобразователя, выполненного на основе понижающего трансформатора,

фиг.2б - схема преобразователя, выполненного на основе понижающего трансформатора с пороговым элементом на входе,

фиг.3 - схема преобразователя, выполненного на основе полупроводниковой структуры,

фиг.4 - схема преобразователя, выполненного на основе батареи конденсаторов,

фиг.5 - блок схема системы дистанционного управления электрическими приборами.

Как показано на фиг.1, передатчик содержит генератор 1 зарядов, выход которого подключен к входу преобразователя 2 зарядов, а выход преобразователя 2 подключен к входу блока формирования и передачи 3 цифровых сигналов. Блок формирования и передачи цифрового сигнала может быть выполнен с использованием известных устройств. В качестве примера таких устройств могут служить пульты для дистанционного управления, выполненные на микросхемах энкодеров фирмы HOLTEK и микросхемах передатчиков фирмы RFM Inc., в частности, RFM TX5000.

Согласно фиг.2а, преобразователь зарядов содержит трансформатор 4, первичная обмотка 5, которого является входом преобразователя, а вторичная обмотка 6 состоит из двух обмоток, имеющих общий вывод, и через двух-полупериодный выпрямитель 7 соединена с накопительным конденсатором 8, который является выходным элементом преобразователя.

На фиг.2б изображен преобразователь зарядов, выполненный по схеме, представленной на фиг.2а, и дополненный пороговым элементом 9.

Преобразователь согласно фиг.3 выполнен в виде полупроводниковой структуры, имеющей подложку 10 n-типа, с эпитаксиальным слоем 11 р-типа. В эпитаксиальном слое 11 сформированы выпрямляющий контакт 12, выполненный в виде р-n-перехода, и омический контакт 13. Контакты 12 и 13 образуют вход преобразователя. Выходной накопительный конденсатор 8 преобразователя соединен одним выводом с подложкой 10 и другим выводом через выпрямитель 14 с выпрямляющим контактом 12.

На фиг.4 представлен преобразователь заряда, содержащий набор из n одинаковых конденсаторов 15, который с помощью устройства коммутации 16 может быть трансформирован в сборку с последовательным соединением этих конденсаторов, когда все коммутаторы переведены в положение I, либо в сборку с параллельным соединением конденсаторов, когда все коммутаторы переведены в положение II.

Блок-схема системы ДУ электрическими приборами, показанная на фиг.5, содержит генератор 1 зарядов, выход которого подключен ко входу преобразователя 2. Выход преобразователя 2 подключен ко входу электрического питания формирователя 17 цифровых кодов. Формирователь 17 управляется от блока 18 выбора кода, подключенного к соответствующему входу формирователя 17. Выход формирователя 17 соединен со входом передающего устройства 19 сигналов ДУ. Элементы 1,2, 17, 18 и 19 образуют передатчик системы ДУ. Приемное устройство 20 сигналов ДУ подключено выходом ко входу устройства 21 обработки и управления, которое в свою очередь соединено своими выходами со входами управляемых им электрических приборов 22. Устройство обработки и управления может быть выполнено с использованием известных устройств, например микросхем приемников фирмы RFM Inc. (RFM RX5000), декодеров фирмы HOLTEK и микросхем управляющих драйверов фирмы International Rectifier Corp (2P-024 DH3 5R).

Передатчик, блок-схема которого показана на фиг.1, работает следующим образом.

При активизации генератора 1 заряда он вырабатывает порцию электрических зарядов q с высоким электрическим потенциалом Uin, которая поступает на вход преобразователя 2. Функция преобразователя сводится к увеличению исходной величины зарядов q до величины Q и накоплению их на выходе преобразователя с потенциалом Uout, меньшим по величине, чем Uin. Работа блока формирования и передачи 3 цифрового сигнала обеспечивается электрическим питанием от полученного в результате преобразования заряда Q, поступающего на вход блока 3.

Преобразователи, изображенные на фиг.2а и фиг.2б, работают в импульсном режиме. Если активизация генератора 1 заряда приводит к образованию высокоэнергетического токового импульса, то при подаче такого токового импульса в первичную обмотку 5 трансформатора 4 благодаря электромагнитной трансформации энергии импульса во вторичной обмотке 6 трансформатора 4 наводится импульс электродвижущей силы (ЭДС). Поскольку число витков во вторичной обмотке 6 меньше, чем число витков в первичной обмотке 5, то амплитуда ЭДС во вторичной обмотке 6 будет меньше, чем амплитуда входного напряжения, а амплитуда тока во вторичной обмотке будет превышать амплитуду тока в первичной обмотке 5. Таким образом, полный заряд Q в этом вторичном импульсе получается больше, чем заряд q, заключенный в первичном импульсе, исходящем от генератора заряда. После выпрямления вторичного токового импульса на двухполупериодном выпрямителе 7 его заряд Q накапливается на накопительном конденсаторе 8.

Если активизация генератора 1 зарядов не может обеспечивать короткого высокоэнергетического импульса тока, то необходимо использовать пороговый элемент 9, соединенный последовательно с одним из выводов генератора 1 заряда и одним из выводов первичной обмотки 5 импульсного трансформатора 4 (фиг.2б). В этой схеме по фиг.2б импульс тока в первичной обмотке трансформатора образуется в результате переключения (пробоя) порогового элемента 9 при превышении на нем напряжения выше определенной величины.

Пороговый элемент в этой схеме может быть выполнен в виде трубки с газоразрядным промежутком либо полупроводниковой структуры, например тиристора.

Вариант по фиг.2б будет весьма эффективным при выполнении генератора 1 заряда в виде трибоэлемента или радиоактивного источника заряженных частиц. В таких генераторах электрический заряд и соответствующий потенциал на выходе генератора накапливается сравнительно медленно.

В преобразователе, выполненном на основе полупроводниковой структуры (фиг.3), используется эффект лавинного пробоя в полупроводниках. В примере, изображенном на фиг.3, выпрямляющий контакт 12 содержит обратносмещенный р-n переход, на емкости которого накапливается заряд q, вырабатываемый генератором 1 заряда. При превышении напряжения на р-n переходе величины порогового напряжения происходит его электрический пробой, сопровождающийся рождением лавины электрон-дырочных пар. Часть неравновесных носителей заряда будет перетекать в омический контакт 13. Однако если сопротивление эпитаксиального слоя 11 сделать достаточно большим, то ток утечки через контакт 13 может быть сделан меньше, чем ток инжекции электронов из сильнолегированной n-области подложки 10 в окрестности контакта 12, возникающий благодаря пространственному перераспределению электрических потенциалов в структуре после пробоя р-n перехода выпрямляющего контакта 12. Ток инжекции подложки компенсирует ток неравновесных дырок, дрейфующих от контакта 12 в сторону подложки 10 и будет заряжать через выпрямитель 14 накопительный конденсатор 8 до заряда Q. Благодаря тому, что количество неравновестных зарядов, рожденных лавинным пробоем, во много раз превышает заряд q, предварительно произведенный генератором 1 заряда, такой полупроводниковый преобразователь будет работать как умножитель заряда q. Как уже упоминалось, область р-n-перехода контакта 12 может быть выполнена в виде иной полупроводниковой структуры, например транзистора или тиристора. Основное требование к этой структуре состоит в том, чтобы ее входная емкость была бы сравнительно мала, что позволяло бы накопить заряд от генератора зарядов с высоким потенциалом и после превышения некоторого порогового напряжения сформировать импульс тока пробоя этой структуры с образованием процесса лавинного умножения носителей заряда.

Преобразователь, показанный на фиг.4, основанный на коммутации набора элементарных низковольтных конденсаторов 15 емкостью С, реализует простой способ преобразования величины исходного заряда q, вырабатываемого генератором 1 заряда.

При последовательном соединении конденсаторов 15 (все коммутаторы 16 установлены в положение I) общая входная емкость преобразователя мала и определяется как Cin=C/n, где С - емкость каждого конденсатора 15, a n - количество конденсаторов 15 в преобразователе. Если генератор 1 заряда выработал небольшую порцию заряда q, то напряжение на входе преобразователя будет большим и определяется как Uin=nq/C. При этом благодаря последовательному соединению каждый отдельный конденсатор 15 будет заряжен одинаковым зарядом q. При последующей установке всех коммутаторов 16 в положение II все конденсаторы 15 соединяются параллельно. Такое параллельное соединение конденсаторов 15 будет иметь емкость Cout=nC, а заряд этой емкости будет равен сумме зарядов всех конденсаторов 15, т.е. величине Q=nq. Величину напряжения, образующегося на выходе преобразователя, можно определить как Uout=Q/Cout=q/C=Uin/n. Таким образом, структура ведет себя как умножитель в n раз заряда q, производимого генератором 1 заряда, с одновременным понижением в n раз его потенциала на выходе преобразователя.

Коммутаторы в преобразователе на фиг.4 могут быть выполнены как с механическим управлением, так и с использованием электронных средств коммутации.

Система ДУ, показанная на фиг.5, работает следующим образом. При активизации генератора 1 его заряд поступает на преобразователь 2, выполненный с возможностью увеличения исходного количества электрических зарядов и понижения потенциала электрических зарядов, накапливаемых на выходе преобразователя. Преобразованный заряд с выхода преобразователя 2 поступает на вход формирователя 17 и обеспечивает его электрическое питание. Блок 18 выбора кодов служит для управления формирователем 17 с целью выбора соответствующего цифрового кода команды ДУ электрическими приборами 22. Воздействие на блок 18 может быть совмещено по времени с моментом активизации генератора заряда. Сформированный цифровой код поступает с формирователя 17 на передающее устройство 19, которое излучает кодированный сигнал ДУ в канал связи. Этот сигнал детектируется приемным устройством 20 и после усиления поступает на устройство 21 обработки и управления. В указанном устройстве 21 осуществляется выделение информации из цифрового кода сигнала ДУ и выработка команды управления электрическими приборами 22.

Таким образом возможно построение систем ДУ, в которой передатчик цифрового сигнала будет выполнен с возможностью питания от генераторов заряда, таких как, например, пьезоэлементы, трибоэлементы или радиоактивные источники заряженных частиц.

Эта возможность качественно влияет на технологию и конструкцию систем дистанционного управления, а также открывает доступ к новым техническим решениям, несовместимым с применением недолговечных, требующих периодического обслуживания источников питания для передатчиков сигналов ДУ.

Например, появление на уже существующем на рынке систем ДУ осветительными и иными бытовыми приборами, необслуживаемых передатчиков сигналов ДУ, выполненных, к примеру, в виде традиционных выключателей или автономных пультов ДУ принесет значительный экономический эффект связанный с экономией сервисных затрат необходимых в настоящее время и дополнительные потребительские качества товаров. Например, для таких товаров как пульты для открывания гаражных ворот, звонки для квартир или загородных домов, выключатели для электрооборудования на приусадебных участках и т.п.

Кроме того, передающие устройства ДУ, в соответствии с изобретением, можно встраивать в стены, в пол, в труднодоступные места различных конструкций и сооружений. Это новое качество важно при развертывании компьютерных охранных систем, систем сбора информации. Например, возможно построение пассивной системы сбора информации о количестве и местоположении автомобилей на гаражных стоянках путем встраивания пьезоэлектрических радиодатчиков в половое покрытие стояночного места, так что наезд автомобиля на него будет активизировать пьезоэлемент датчика и вырабатывать соответствующий информационный сигнал.

Новые возможности появляются в эффективном использовании радиоактивных источников питания, на основе которых можно создавать компактные долговечные радиомаяки для ориентации в космическом пространстве или установленные в морских навигационных системах.

Весьма важно применение передатчиков ДУ без батареек и аккумуляторов в спасательной и военной технике, что позволяет создавать энергонезависимые устройства оповещения или управления, с возможностью долговременной консервации и использования в жестких условиях чрезвычайных ситуаций.

В инженерных конструкциях, в дизайне новых машин и механизмов, внедрение изобретения выражается в появлении беспроводных энергонезависимых датчиков, упрощающих системы связей для автоматического управления этими конструкциями.