Передающее и приемное устройство цифровых сигналов центрального поста системы радиоконтроля работы автоматики неохраняемых переездов
Предложено со всех контролируемых переездов передавать только одну кодограмму, а на ЦП селекцию переездов осуществлять с помощью триггеров, на тактовые входы которых подаются сигналы с выхода введенного дешифратора, соединенного с мультивибратором через счетчик. Технико-экономическим эффектом ПМ является высвобождение 2n-2 кодограмм, где n - число контролируемых переездов, необходимых для конкретизации неисправностей на каждом переезде и обмена информацией между диспетчером ЦП и ремонтником автоматики.
Полезная модель (ПМ) относится к области железнодорожной автоматики. Известны передатчики и приемники цифровых сигналов центрального поста (ЦП) системы радиоконтроля работы автоматики неохраняемых переездов, описанные в:
1). Патент РФ на изобретение №2268186. Система многоканального цифрового радиоконтроля работы автоматики неохраняемых переездов / А.А.Волков, Н.А.Цыбуля. Приоритет от 18.02.04.
2). Волков А.А., Цыбуля Н.А., Байков П.П. Система радиоконтроля работоспособности автоматики неохраняемых железнодорожных переездов ППЖТ //Автоматика, связь, информатика №2, 2003, - с.14-16.
По технической сущности наиболее близким к предложенной полезной модели является устройство, описанное в первом источнике, и по этой причине оно принимается за ее прототип.
Прототип состоит из передающего (ПРД), приемного (ПРМ) устройств цифровых сигналов, железнодорожной радиостанции (ЖР) с отключенным оконечным каскадом передатчика от предоконечного.
ПРД прототипа содержит последовательно включенные мультивибратор, контакт реле, фазовый манипулятор на 180°, высокочастотный вход которого подключен к выходу предоконечного каскада ЖР, а выход - ко входу оконечного каскада передатчика ЖР, а также таймер, подключенный к реле, двухполупериодный выпрямитель с переключателем, подключенные к выходу кодера.
ПРМ прототипа состоит из демодулятора колебаний с двойной относительной фазовой манипуляцией (ДОФМн), опознавателей кодов -адресов переездов, индикаторов информации с переездов (светодиодов зеленого и красного свечения). Демодулятор ДОФМн колебаний подключен своим входом ко входу частотного детектора приемника ЖР. Синфазный выход демодулятора соединен через свой опознаватель кода со светодиодом зеленого свечения, а квадратурный выход - через свой опознаватель со светодиодом красного свечения. Число опознавателей и светодиодов в 2 раза больше числа переездов.
В исходном состоянии ЖР находится в режиме дежурного приема. В кодере (ПЗУ) записана одна кодограмма, общая для всех переездов, которая при передаче воспринимается ими одновременно и является началом отсчета времени задержки передачи для каждого переезда. Все переезды передают информацию последовательно, практически непрерывно друг за другом.
Первый переезд передает свою информацию сразу после приема этой кодограммы. Т.к. в кодограмме содержится всего 4 информационных бит, то всего кодограмм будет 24=16. Поэтому можно в прототипе контролировать 16-1=15 переездов.
Причем, одна кодограмма используется переездом для передачи информации о исправном состоянии автоматики на синфазной поднесущей и для передачи информации о неисправном состоянии автоматики на квадратурной поднесущей, используя двойную относительную фазовую манипуляцию (ДОФМн). В приемнике ЦП цифровых сигналов демодулятор сигналов ДОФМн разделяет эту информацию, которая фиксируется светодиодами.
Так как все кодограммы использованы переездами для передачи информации, то нет возможности конкретизировать неисправности (от чего неисправность) или осуществить обмен информацией между диспетчером ЦП с ремонтником (механиком). Увеличить число кодограмм путем увеличения ее битов невозможно, т.к. от этого увеличиться ширина спектра сигнала, а рабочая полоса частот и так очень ограничена диапазоном 0-60 Гц.
Система, описанная в [2], работает по принципу «запрос-ответ», причем запрос ЦП ведет в течении импульса, а ответ передается в течении паузы периода задающего мультивибратора ЦП. Поэтому данная система может быть только аналогом ПМ.
Основным недостатком прототипа является нехватка кодограмм для конкретизации неисправностей в работе автоматики переездов и обмен информацией между диспетчером ЦП и ремонтником (механиком) этой автоматики.
Техническим результатом полезной модели является получение 2n-2 кодограмм для указанных целей, где n - число переездов.
Сущность полезной модели состоит в том, что в известное передающее устройство цифровых сигналов, состоящее из последовательно включенных мультивибратора, контакта реле, питаемого таймером, кодера (ПЗУ), однократного фазового манипулятора на 180°, высокочастотный вход которого соединен с выходом предоконечного каскада, а его выход - со входом оконечного каскада передатчика ЖР, двухполупериодного выпрямителя со вторым реле, подключенных к выходу ПЗУ, введены цифровой счетчик и дешифратор, тактируемые триггеры, число которых равно удвоенному числу контролируемых переездов, дифференцирующая цепочка, одновибратор, RS - триггер, включенный между контактом реле и ПЗУ через последовательно включенные дифференцирующую цепочку и одновибратор, причем, счетчик с дешифратором подключены ко входу RS - триггера, а каждый выход дешифратора соединен с тактовыми входами своей пары триггеров; последний рабочий выход дешифратора соединен также с R входами счетчика, дешифратора и таймера, сбрасывающий их в нулевое положение; S - входы половины тактируемых триггеров соединены через один опознаватель кодограммы с синхронным выходом демодулятора сигналов ДОФМн, и S- входы другой половины тактируемых триггеров соединены через второй такой же опознаватель с квадратурным выходом данного демодулятора; к выходу каждого тактируемого синфазного триггера подключен светодиод зеленого свечения, а к выходу квадратурного триггера - светодиод красного свечения.
Предлагаемая полезная модель иллюстрируется чертежом.
На фиг.1 представлена упрощенная структурная схема цифровых передатчика и приемника ЦП, железнодорожной радиостанции ЖР, блока временной селекции кодограмм переездов и индикации, обведенных пунктирными линиями. Здесь обозначено:
1 - таймер (часы);
2 - передатчик ЖР без предоконечного и оконечного каскадов;
3 - усилитель звуковой частоты (УЗЧ) приемника ЖР;
4, 22 - реле;
5 - предоконечный каскад передатчика ЖР;
6 - частотный детектор приемника ЖР;
7 - мультивибратор;
8 - RS - триггер;
9 - дифференциальная цепь;
10 - одновибратор;
11 - постоянное запоминающее устройство (ПЗУ);
12 - относительный фазовый манипулятор на 180°;
13 - источник питания ЖР;
14 - демодулятор сигналов двойной относительной фазовой манипуляции (ДОФМ) с переездов;
15, 20 - опознаватели кодограммы;
16 - счетчик импульсов;
17 - двухполупериодный выпрямитель;
18 - оконечный каскад передатчика ЖР;
19 - линейная часть приемника ЖР;
21 - дешифратор;
23 - АСУ ЖР;
24 - 54 - тактируемые триггеры (Д- триггеры);
55 - светодиод зеленого (з) и красного (к) свечения;
Блоки, расположенные сверху ЖР, составляют цифровой передатчик (ПРД), а снизу ЖР (14, 15, 20) - цифровой приемник (ПРМ).
В состав ПРД и ПРМ входит также блок временной селекции и индикации, состоящий из тактируемых триггеров и светодиодов.
Работа схемы происходит следующим образом
В исходном состоянии (при включении источника питания ЖР 12,6 В и микросхем 5 В) ЖР находятся в режиме дежурного приема и работают мультивибратор 7 и таймер 1. Когда на выходе таймера 1 появится сигнал, реле 4 сработает и его контакт подключит мультивибратор 7 ко входу RS - триггера 8 и счетчику импульсов 16. Триггер сработает и на его прямом выходе появится постоянное напряжение, которое дифференцируется по времени в блоке 9. На последующие импульсы мультивибратора 7 триггер не реагирует. С выхода блока 9 положительный остроконечный импульс (фронт) запускает одновибратор 10 и его выходной импульс прямоугольной формы поступает на вход ПЗУ 11. Этот импульс считывает с ПЗУ кодограмму, состоящую из 6 бит: нуля, синхроимпульса
и четырех информационных бит.Данная кодограмма поступает на вход двухполупериодного выпрямителя 17, питающее реле 22. Реле срабатывает и своими контактами переключает источник питания 13 ЖР и антенну А с приемника на передатчик ЖР.
Кодограмма с ПЗУ 11 поступает также и на низкочастотный (н.ч.) вход модулятора 12 однократной относительной фазовой манипуляции (ОФМн) на 180°. На высокочастотный вход этого модулятора подается колебание несущей частоты с предоконечного каскада 5 передатчика ЖР. С выхода блока 12 сигнал ОФМн усиливается в оконечном каскаде 18 передатчика ЖР и далее через АСУ 23 ЖР поступает в антенну А и излучается. После передачи кодограммы реле 22 обесточивается и ЖР снова переходит в режим дежурного приема.
Радиоприемники всех переездов принимают данную кодограмму и с этого момента (нуля времени) начинают строго поочередно передавать свою информацию на одной кодограмме, отличной по структуре от кодограммы ЦП, методом двойной ОФМн (ДОФМн): если автоматика переезда исправна, то кодограмма передается по синхронному каналу ДОФМ, а если неисправна, то - по квадратурному ДОФМн каналу. Радиосигнал с переезда воспринимается антенной А центрального поста ЦП и далее поступает на вход приемника 19 ЖР. С выхода этого приемника сигнал промежуточной частоты с ДОФМ поступает на вход демодулятора 14. С его синфазного выхода кодограмма об исправной работе автоматики переезда опознается в блоке 20 и с его выхода импульс поступает на S - входы всех тактируемых синфазных триггеров 24-37. С квадратурного выхода демодулятора кодограмма об неисправной работе автоматики опознается в блоке 15 и с его выхода импульс поступает на S - входы всех квадратурных триггеров 38-51.
С 4-х выходов счетчика 16 биты поступают на адресные входы дешифратора 21. Входной код, состоящий из этих четырех бит, определяет номер выхода дешифратора 21, на котором появится импульс (единица). Так как счет идет последовательно с первого до 14-го выхода, то импульс будет появляться поочередно на каждом выходе блока 21, начиная с первого. Этот импульс поступает на тактовые входы соответствующей пары триггеров, начиная с Т24-Т38, Т25-Т39, и т.д. блока временной селекции и индикации. Импульс с первого выхода блока 21 поступает на тактовый вход первой пары триггеров 24-38, импульс со второго выхода блока 21 поступает на тактовые входы второй пары 25-39 и т.д. и наконец, на тактовые входы последней пары триггеров 37-51 поступает импульс с последнего выхода блока 21. Частота следования импульсов мультивибратора 7 подобрана так, что тактовый импульс триггеров совпадает с импульсом на их S - входе. Поэтому импульс S - входа проходит на выход триггера, отчего начинает светится один из диодов зеленым или красным светом, указывая на соответствующее состояние автоматики данного переезда.
Выход дешифратора 21, соответствующий последнему контролируемому переезду, соединен также с R - входами счетчика 16, RS - триггера 8 и таймера 1. Когда импульс появится на данном выходе дешифратора 21, то названные блоки сбросятся в нуль и таймер 1 начнет отсчитывать заданное время, после чего описанный процесс повторится.
Технико-экономическая эффективность ПМ является высвобождение n-2 кодограмм, где n - число контролируемых переездов. Эти кодограммы могут использоваться для конкретизации неисправностей на переездах, для обмена информацией между диспетчером ЦП и ремонтником (механиком).
Передающее и приемное устройство цифровых сигналов центрального поста (ЦП) системы радиоконтроля работы автоматики неохраняемых переездов с временным разделением каналов, состоящее из последовательно включенных мультивибратора, контакта реле, питаемого таймером, кодера (ПЗУ), однократного фазового манипулятора на 180°, высокочастотный вход которого соединен с выходом предоконечного каскада передатчика железнодорожной радиостанции (ЖР), а его выход - со входом оконечного каскада передатчика ЖР, а также таймера с реле, включающего это передающее устройство, двухполупериодного выпрямителя с переключателем, подключенных к выходу ПЗУ, отличающееся тем, что в него дополнительно введены цифровой счетчик и дешифратор, тактируемые триггеры, число которых равно удвоенному числу контролируемых переездов, дифференцирующая цепочка и одновибратор, RS-триггер, включенный между контактом реле и ПЗУ через последовательно включенные дифференцирующую цепочку и одновибратор, причем счетчик с дешифратором подключен ко входу RS-триггера, а каждый выход дешифратора соединен с тактовыми входами своей пары триггеров, последний рабочий выход дешифратора соединен также с R входами счетчика, дешифратора и таймера, сбрасывающий их в нулевое положение, S входы половины тактируемых триггеров соединены через один опознаватель кодограммы с синхронным выходом демодулятора сигналов (демодулятор с двойной относительной фазовой манипуляцией - ДОФМн), и S входы другой половины тактируемых триггеров соединены через второй такой же опознаватель с квадратурным выходом данного демодулятора, к выходу каждого тактируемого синфазного триггера подключен светодиод зеленого свечения, а к выходу квадратурного триггера - светодиод красного свечения.
