Быстрый поиск

Дипломная работа: Автоматика и телемеханика на перегонах

Ровное свечение светодиода VD8 свидетельствует о наличии питания на выходном каскаде. Мигающие (с частотой модуляции) свечение светодиода VD2 свидетельствует о нормальной работе задающих генераторов и предварительного усилителя.

Коэффициент полезного действия (к.п.д.) генератора ГП зависит от режима его работы. При максимальной выходной мощности, он максимален и равен примерно 0,65 с уменьшением выходного напряжения он уменьшается.

Фильтр ФПМ - предназначен для защиты выходных цепей генератора от влияния токов локомотивной сигнализации, тягового тока и атмосферных перенапряжений (см. рис. 2.3). Важнейшей его задачей также является обеспечение требуемого по условиям работы рельсовых цепей обратного входного сопротивления питающего конца рельсовой цепи. Кроме этого, он также служит для гальванического разделения выходных цепей генератора от кабеля и получения на нем требуемого напряжения при относительно низких выходных напряжениях генератора.

Фильтр ФПМ представляет собой последовательный контур, содержащий трансформатор Т в качестве индуктивности и конденсаторы. Входной сигнал подается от генератора ГП на входные выводы 11-71. Фильтр настраивают на требуемую частоту установкой внешних перемычек между соответствующими выводами трансформатора Т и конденсаторами.

Одновременное изменение индуктивности и емкости при настройке фильтра позволяет иметь примерно одинаковые его входные сопротивления на различных частотах. Это положительно сказывается на режиме работы генератора.

В фильтре ФПМ 8, 9, 11 на частоте 420 Гц используется вся индуктивность трансформатора (вывод 43 блока). На частотах 480 и 580 Гц она уменьшается примерно пропорционально частоте (выводы 42 и 41 соответственно). В фильтрах ФПМ 11, 14, 15 выводы 43, 42 и 41 используются соответственно на частотах 580, 720, и 780 Гц.

Для фактических значений емкостей, индуктивности, а также влияния емкости кабеля, подключаемого к выходу фильтра, блок ФПМ настраивают на месте его включения изменением емкости конденсатора. Для этого можно добавлять и снимать отдельные перемычки, идущие от подстроечных конденсаторов.

Критерием настройки является получения максимума напряжения на выходе блока, что соответствует равенству напряжений на индуктивности (выводы 23-11) и емкости (выводы 23-71).

Фильтры ФПМ имеют три выхода, отличающиеся различным выходным сопротивлением (выводы 61-12, 62-12, 63-12). Эти выводы используют в зависимости от применения РЦ.

На участках с низким сопротивление балласта при относительно коротких длинах РЦ используют выводы 63-12 при электротяге и 62-12 при автономной тяге. Выход 63-12 используют при централизованном размещении аппаратуры.

Выходное сопротивление блока на выходе 63-12 составляет примерно 140 Ом. На участках с электротягой при наличии в схеме РЦ защитного резистора такое входное сопротивление обеспечивает оптимальное по условиям работы при низком сопротивлении балласта сопротивление питающего конца (0,4 Ом). На участках с автономной тягой при отсутствии в схеме электрической цепи защитного резистора, сопротивление 0,4 Ом обеспечивается использованием выхода ФПМ 62-12 с выходным сопротивлением примерно 400 Ом. При этом мощность сигнала с выхода генератора уменьшается более чем в 2 раза (по сравнению с выходом 63-12), что упрощает технические решения использованию на участках с автономной тягой в качестве резервного источника питания аккумуляторных батарей.

Выход 6-12 имеет выходное сопротивление примерно 800 Ом. Он является наиболее энергетически выгодным и может использоваться в РЦ на участках с нормальным сопротивлением балласта (Rб>=1 Ом*км).

Настроечная таблица ФПМ:

ТИП	f (Гц)	Перемычки
ФПМ 8,9,11	420	43-23-22-21-83
	480	42-23-22-21
	580	41-23-22-73-81
ФПМ 11,14,15	580	43-23-22-73-81
	720	42-23-21-82-83
	680	41-23-21-81-83

Рис. 2.3 Принципиальная схема фильтра питающего конца ФПМ ТРЦ-3

Путевой приемник ТРЦ3.

Технические данные:

Диапазон рабочих температур окружающей среды от -45о до 65о С.

Питание ПП должно осуществляться от источника однофазного переменного тока частотой 50 Гц , номинальным напряжением 17,5В с допустимыми отклонениями от 15,7 до 18,4В.

Мощность, потребляемая от источника однофазного переменного тока, не превышает 5ВА.

Нагрузка ПП - нейтральное малогабаритное реле постоянного тока типа АНШ2-1230 с параллельно включенными обмотками.

Входное сопротивление сигналу средней частоты полосы пропускания входного фильтра составляет от 120 до 160 Ом.

Чувствительность ПП (величина действующего значения входного напряжения АМ - сигнала с номинальными частотами, при которых нагрузка ПП- реле типа АНШ2-1230 притягивает свой якорь), составляет: в нормальных климатических условиях от 0,32 до 0,38 В; при придельных значениях рабочих температур окружающей среды от 0,30 до 0,50 В.

Максимальное значение действующего рабочего напряжения АМ сигнала на входе ПП составляет Напряжение постоянного тока на выходе (нагрузке) ПП при наличии на входе АМ- сигнала с номинальной несущей частотой и частотой модуляции соседнего сигнала не более 0,1В.

Схема электрическая принципиальная (см. рис. 2.4) cодержит следующие функциональные узлы: входной фильтр, демодулятор, амплитудный ограничитель, усилитель тока, низкочастотный промежуточный фильтр, буферный каскад, пороговое устройство, выходной усилитель, выходной фильтр, вторичный источник питания постоянного тока.

Входной фильтр представляет собой полосовой фильтр служащий для выделения несущей и боковых частот АМ - сигнала и подавления частот соседних каналов РЦ, АЛС и гармоник тягового тока. Входной фильтр включает в себя две системы спаренных контуров, выполненных на трансформаторах TV1-TV4 и конденсаторах С1-С4. Связь в спаренных контурах (между первым и вторым, третьем и четвертым контурами) трансформаторная, выше критической и обеспечивает заданную ширину полосы пропускания фильтра. Связь между спаренными системами слабая и осуществляется через усилитель, выполненный на транзисторе VT1 включенном по схеме с общим эмиттером. Резисторы R4-R5 в эмиттерной цепи этого транзистора обеспечивают обратную связь по току и определяют коэффициент усиления каскада. Для защиты входного фильтра от перенапряжений, которые могут возникнуть на входе приемника со стороны рельсовой линии, к входной обмотке трансформатора TV1 подключены, встречено включенные, стабилитроны VD1 и VD2. Выделенный исходным фильтром частотный сигнал снимается с обмотки трансформатора TV4 четвертого контура и поступает на вход демодулятора.

Демодулятор выполнен по схеме усилителя с общим эмиттером на транзисторе VT2. С нагрузки усилителя (R8,C5), включенной цепи транзистора, снимается низкочастотный сигнал. Величина этого сигнала, а также чувствительность данного приемника регулируется резистором R5, включенном в эмиттерную цепь транзистора VT1. Выделенный низкочастотный сигнал с демодулятора поступает на вход амплитудного ограничителя.

Амплитудный ограничитель выполнен на транзисторе VT4, включенном по схеме с общим коллектором и служит для усиления низкочастотного сигнала по току, нагрузкой усилителя является низкочастотный фильтр.

Низкочастотный промежуточный фильтр представляет собой LC- контур, выполненный на дросселе TV5 и конденсаторах С7, С8, настроенный на собственную частоту модуляции и служащий для выделения и пропускания собственной частоты модуляции приемника и подавления частотных сигналов, частоты которых располагаются вне полосы пропускания фильтра (сигналы частот модуляции соседнего канала, пульсации выпрямленного напряжения и др.). Выделенный фильтром частотный сигнал через буферный каскад, выполненный на транзисторах VT5, VT6 и включенных по схеме с общим коллектором, поступает на вход симметричного триггера.

Симметричный триггер выполнен на транзисторах VT1, VT8, резисторах R20-R25 и служит пороговым элементом и формирователем скважности выходного сигнала.

С выхода симметричного триггера сигнал поступает на вход выходного усилителя.

Выходной усилитель представляет собой двухкаскадный, двухтактный усилитель мощности с двухполярным питанием, служащий для усиления сформированного симметричным триггером прямоугольного сигнала частоты модуляции. Первый каскад усиления выполнен на транзисторах VT9-VT10, включенных по схеме с общим эмиттером. Второй каскад усиления выполнен на транзисторах VT11-VT12, включенных также по схеме с общим эмиттером.

Величина сопротивления R27, включенного на выходе первого каскада, определяет величину тока в базовой цепи транзисторов VT11 и VT12, достаточную для работы этих транзисторов в ключевом режиме.

Выходной фильтр Выполнен на трансформаторе TV6 и конденсаторах C9, С10. Функции этого фильтра аналогичны низкочастотному фильтру (VT5,C7,C8). Выделенный фильтром частотный сигнал выпрямляется диодным мостом, собранным на диодах VD7-VD10 и поступает с последнего на выход блока для питания нагрузки обмотки реле АМШ2-1230.

Вторичный источник питания постоянного тока представляет собой однополупериодный выпрямитель переменного тока, выполненный по схеме выпрямителя на диодах VD14,VD15, конденсаторах С11, С12 и выравнивающих резисторах.

Нестабилизированное выпрямленное двухполярное напряжение +-18 В, снимаемое с конденсаторов С11, С12 и средней точки (общая точка соединения конденсаторов), служит для питания выходного усилителя, а одно его плечо -18 В для питания транзистора VT1.

Стабилизированное, выпрямленное, двухполярное напряжение +-6 В, снимаемое со стабилитронов VD12 и VD13 и средней точки, служит для питания демодулятора и симметричного триггера. Однако его плечо +6 В, снимаемое со стабилитрона VD12- для питания усилителя тока и амплитудного ограничителя (транзисторы VT4 и VT3). Напряжение +12 В, снимаемое с VD11, VD12 служит для питания буферного каскада.

Электронный изолирующий стык ТРЦ4:

ТРЦ4 – короткая тональная рельсовая цепь, использует высокие несущие частоты – 4545Гц, 5000Гц, 5555Гц, в результате чего длина рельсовой цепи сократилась до нескольких метров, что позволило организовать электронный изолирующий стык.

На границе блок участка, в зоне расположения путевых светофоров, предусмотрена зона дополнительного шунтирования (т.е. в неограниченных РЦ конец одной РЦ является началом другой). Длина зоны дополнительного шунтирования зависит от сопротивления изоляции, т.е максимальна при минимальном сопротивлении изоляции, и составляет не более 15м. Длиной

зоны дополнительного шунтирования называется участок за пределами

Рис. 2.5 Зоны дополнительного шунтирования ТРЦ-4

конструктивной длины, при занятии которой подвижным составом путевое реле данной РЦ отключается, фиксируя занятость (см. рис. 2.5). Светофор должен располагаться в районе электронного стыка, в таком месте, чтобы не было перекрытия сигнала при нахождении подвижного состава перед светофором, но перекрытие светофора было бы надежнее, при удалении его на некоторое расстояние, т.е. в зоне дополнительного шунтирования ТРЦ4 встречно направленно движению.

На рис. 2.5:

Lздш – длина зоны дополнительного шунтирования;

Lк – конструктивная длина;

Ln - натуральная длина;

Генератор ТРЦ 4 - этот генератор предназначен для образования и усиления амплитудно-модулированных сигналов. Генератор содержит: выпрямитель, генератор несущих частот, генератор модулирующих частот, предварительный усилитель, регулятор выходного напряжения, выходной усилитель.

Выпрямитель служит для получения выпрямленных напряжений +8,2 В и -8,2 В для питания цифровых микросхем, +10 и -10 В для операционного усилителя и +24 -24 В для транзисторных схем.

Напряжение +-24В получается с помощью выпрямительного моста VD7-VD10, на вход которого (выводы 41-43 блока) подается переменное напряжение 35 В. Сглаживание выпрямленного напряжения обеспечивается конденсаторами С13, С14.

Напряжение +-10 В образуется параметрическим стабилизатором (R39, VD15 и R40, VD16).

Стабилизированное напряжение +- 8,2 В для питания цифровых микросхем образуется стабилитронами VD13, VD14. Для того, чтобы иметь одинаковый потенциал относительно общей точки (выводы 32 или 2 блоков), эти стабилитроны соединяются с шинами питания +-24 В через балластные сопротивления R35, R37, R36, R38.

Для исключения паразитных связей по стабилизированным цепям питания используются конденсаторы С12, С15, С16.

Генератор несущих частот состоит из задающего генератора, выполненного на микросхемах DD1-1, DD1-4 , делителя частоты на микросхемах DD2-1, DD2-2, DD3-1, DD3-2, дешифратор состояния делителя на микросхемах DD4-1, DD4-2 и двух триггеров на микросхемах DD5-1, DD5-2.

Частота задающего генератора составляет 100 Кгц и определяется частотой кварцевого резонатора GB. Сигнал с частотой задающего генератора поступает на вход делителя частоты.

Генератор одной из трех несущих частот обеспечивается изменением коэффициента деления делителя частоты. Это достигается подключением внешней перемычкой соответствующего разряда счетчика делителя к дешифратору состояний.

Номера выводов блока ТРЦ4 для установки перемычек, соответствующих различным несущим частотам, представлены ниже:

Несущая частота (Гц)	4545	5000	5555
Выводы для установки внешних перемычек на генераторе несущей частоты	12-21	12-22	12-23
Выводы для установки внешних перемычек на фильтре	81-63	81-82	____

Конец каждого цикла работы делителя фиксируется на выходе 8 микросхемы DD4-2, что обеспечивает перевод в единичное состояние триггера на микросхеме DD5-2.

Сигнал с выхода 9 триггера приводит в исходное состояние делитель, подготавливая его к следующему циклу счета. Им же осуществляется управление триггером на микросхеме DD5-1, который обеспечивает на своем выходе импульсы несущей частоты со скважностью равной двум. Перевод триггера DD5-2 в исходное (нулевое состояние) происходит в следующем после окончания цикла счета полупериоде сигнала задающего генератора с помощью сигнала на выходе инвертора DD1-4.

Таким образом, на выходе 9 триггера DD5-2 присутствуют короткие импульсы, следующие с удвоенной частотой несущей, а на выходе 6 триггера на микросхеме DD5-1 - импульсы несущей частоты с одинаковой длительностью импульсов и пауз.

Для получения несущих частот, достаточно близких к значениям 4,5; 5 и 5.5 кГц, коэффициенты деления делителя должны составлять соответственно 11, 10 и 9 . В результате частоты на выходе триггера на микросхеме DD4-2 составляет 9,09; 10 и 11,11 кГц, а несущие частоты -4545, 5000 и 5555 Гц.

Генератор модулирующих частот выполнен на мультивибраторе с использованием операционного усилителя DA1. При внешней перемычке 62-42 блока частота модуляции составляет 8 Гц, а при перемычке 62-33 - 12 Гц.

Фильтр ФРЦ4:

Основное назначение фильтра состоит в защите генератора ГРЦ4 от токов АЛС в диапазоне 25-325Гц. Кроме этого, фильтр обеспечивает требуемое по условиям выполнения основных режимов работы РЦ сопротивление аппаратуры питающего конца. При этом выходное сопротивление его с учетом внутреннего сопротивления генератора составляет 120-160Ом.