УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПЕРЕДАЧИ СИГНАЛА В РЕЛЬСОВУЮ ЦЕПЬ Российский патент 2006 года по МПК B61L23/16 

Изобретение относится к области железнодорожной автоматики и телемеханики и может быть использовано в устройствах сигнализации, централизации и блокировки на железнодорожном транспорте, в частности в устройствах интервального регулирования движения поездов на перегонах и станциях.

Известно устройство для передачи сигнала рельсовой цепи, содержащее источник модулированного сигнала, предварительный усилитель, блок ручной регулировки выходного напряжения и выходной усилитель, подключенный к началу рельсовой цепи. (См. Дмитриев B.C., Минин В.А. Системы автоблокировки с рельсовыми цепями тональной частоты. М.: Транспорт, 1991, стр.76-81). Устройство обладает серьезным недостатком, заключающимся в большой температурной нестабильности частот, вырабатываемых источником модулированного сигнала.

Известно устройство для передачи сигнала в рельсовую цепь, принятое в качестве прототипа, содержащее источник модулированного сигнала с кварцевой стабилизацией частоты, предварительный усилитель, блок ручной регулировки выходного напряжения и выходной усилитель, подключенный к началу рельсовой цепи. (См. Технические условия на Генератор тональных рельсовых цепей ГП31Ц 32ЦШ 3975-00 ТУ). Недостатком этого устройства является зависимость уровня сигнала на выходе устройства, установленного при ручной регулировке, от величины напряжения источника питания, изменения температуры окружающей среды и других дестабилизирующих факторов. Причем уровень выходного сигнала устройства передачи сигналов в рельсовую цепь изменяется в большей степени, чем напряжение источника питания. Такая нестабильность серьезно ухудшает условия обеспечения шунтового и контрольного режимов работы рельсовой цепи.

Техническим результатом изобретения является повышение стабильности уровня выходного сигнала, установленного при ручной регулировке, за счет стабилизации выходного уровня сигнала устройства.

Технический результат достигается тем, что устройство для передачи сигнала в рельсовую цепь, содержащее источник модулированного сигнала и последовательно соединенные предварительный усилитель, блок ручной регулировки выходного напряжения и выходной усилитель, выход которого является выходом устройства, согласно изобретению снабжено блоком регулировки уровня сигнала, первым ключевым элементом, датчиком состояния средства ручной регулировки выходного напряжения, пиковым детектором, блоком памяти, вторым ключевым элементом, формирователем сигналов управления и блоком сравнения, причем вход блока регулировки уровня сигнала подключен к выходу источника модулированного сигнала, выход - ко входу предварительного усилителя, а управляющий вход - к выходу первого ключевого элемента, вход которого подключен к выходу блока сравнения, а управляющий вход - к первому выходу формирователя сигналов управления, второй выход которого подключен к управляющему входу второго ключевого элемента, соединенного выходом со входом блока памяти, подключенного к первому входу блока сравнения, при этом выходной усилитель через пиковый детектор подключен к входу второго ключевого элемента и второму входу блока сравнения, а датчик средства ручной регулировки выходного напряжения подключен входом к средству ручной регулировки через дополнительный выход блока ручной регулировки выходного напряжения, а выходом к входу формирователя сигналов управления.

Анализ просмотренной патентной и научно-технической информации не выявил аналогичных устройств для передачи сигналов в рельсовую цепь, содержащих блок регулировки уровня сигнала, датчик состояния средств ручной регулировки выходного напряжения, пиковый детектор, блок памяти и блок сравнения, исключающих влияние нестабильности напряжения источника питания и других дестабилизирующих факторов на уровень выходного сигнала, установленного при ручной регулировке, вследствие чего существенно улучшаются условия обеспечения шунтового и контрольного режимов рельсовой цепи.

Таким образом, заявляемое изобретение является новым, имеет изобретательский уровень и может быть использовано в современных системах автоблокировки и электрической централизации.

Сущность изобретения поясняется чертежом, на котором изображена функциональная схема устройства передачи сигнала в рельсовую цепь 6.

Устройство передачи сигнала в рельсовую цепь содержит источник 1 модулированного сигнала и последовательно соединенные предварительный усилитель 3, блок 4 ручной регулировки выходного напряжения и выходной усилитель 5, выход которого является выходом устройства, согласно изобретению оно снабжено блоком 2 регулировки уровня сигнала, первым ключевым элементом 7, датчиком 8 состояния средства ручной регулировки выходного напряжения, пиковым детектором 9, блоком 10 памяти, вторым ключевым элементом 13, формирователем 12 сигналов управления и блоком 11 сравнения, причем вход блока 2 регулировки уровня сигнала подключен к выходу источника 1 модулированного сигнала, выход - ко входу предварительного усилителя 3, а управляющий вход - к выходу первого ключевого элемента 7, вход которого подключен к выходу блока 11 сравнения, а управляющий вход - к первому выходу формирователя 12 сигналов управления, второй выход которого подключен к управляющему входу второго ключевого элемента 13, соединенного выходом со входом блока 10 памяти, подключенного к первому входу блока 11 сравнения, при этом выходной усилитель 5 через пиковый детектор 9 подключен к входу второго ключевого элемента 13 и второму входу блока 11 сравнения, а датчик 8 состояния средства ручной регулировки выходного напряжения подключен входом к средству ручной регулировки через дополнительный выход блока 4 ручной регулировки выходного напряжения, а выходом к входу формирователя 12 сигналов управления.

Устройство работает следующим образом.

Источник 1 модулированного сигнала генерирует сигнал требуемой формы. Может применяться амплитудная или угловая модуляция. Сигнал подается на последовательно соединенные блок 2 регулировки уровня сигнала, предварительный усилитель 3, блок 4 ручной регулировки выходного напряжения и выходной усилитель 5, подключенный к началу рельсовой цепи 6 и к пиковому детектору 9.

Требуемый по расчету рельсовой цепи, в зависимости от ее длины, уровень выходного сигнала устройства устанавливается с помощью блока 4 ручной регулировки выходного напряжения. В процессе эксплуатации рельсовой цепи возникает необходимость в изменении величины напряжения на выходе устройства передачи сигнала, например, при изменении температуры, влажности и засоренности балласта, от которых зависит распространение сигнала по рельсовой цепи. Изменение уровня напряжения на выходе устройства осуществляется техническим персоналом с помощью блока 4 ручной регулировки выходного напряжения. Установленное на выходе напряжение по условиям обеспечения контрольного и шунтового режима работы рельсовой цепи не должно изменяться под действием дестабилизирующих факторов: напряжения источника питания, температуры окружающей среды и др.

Установленное напряжение контролируется пиковым детектором 9. Постоянное напряжение с выхода пикового детектора 9 подается на блок сравнения 11 и через второй ключевой элемент 13 на блок 10 памяти, выполняющий роль источника опорного напряжения, значение которого строго соответствует установленному с помощью блока ручной регулировки уровню выходного напряжения устройства передачи сигнала в рельсовую цепь. Блок 11 сравнения вырабатывает сигнал, пропорциональный разности напряжений, поступающих на него с выхода блока 10 памяти и с выхода пикового детектора 11. Этот сигнал через первый ключевой элемент 7 подается на управляющий вход блока 2 регулировки уровня сигнала, который устраняет отклонение текущего выходного напряжения устройства от установленного уровня.

Формирование опорного напряжения в блоке 10 памяти производится с помощью датчика 8 состояния средства ручной регулировки выходного напряжения. Средство ручной регулировки может иметь множество технических решений как аппаратных, так и программных. Например, это может быть переменный резистор (потенциометр) с механическим управлением. Изменение сопротивления этого резистора, осуществляемое техническим персоналом, свидетельствует о том, что имеет место ручная регулировка. Или это может быть цифровой потенциометр (например, AD8400 фирмы Analog Devices или МСР41ХХХ фирмы Microchip). Свидетельством выполнения процедуры ручной регулировки для такого потенциометра может быть наличие сигналов на его шине управления или нажатие кнопок управления потенциометром. Наконец, при микропроцессорной реализации генератора это может быть программный модуль, реализующий функцию цифрового усилителя с переменным коэффициентом усиления. Сигналом выполнения процедуры ручного регулирования в этом случае может быть команда перехода к соответствующей программной процедуре или нажатие кнопок управления усилением.

Во время регулировки выходного напряжения устройства датчик 8, подключенный через дополнительный вход блока 4 к средству ручной регулировки выходного напряжения. фиксирует изменение состояния средства ручной регулировки и воздействует на формирователь 12 сигналов управления. Под действием сигналов управления с формирователя 12 первый 7 и второй 8 ключевые элементы выключаются, при этом с помощью второго ключевого элемента 12 исключается запись напряжения в блок 10 памяти, а с помощью ключевого элемента 7 размыкается цепь обратной связи между блоком 11 сравнения и блоком 2 регулировки уровня сигнала.

В момент окончания ручной регулировки, когда состояние средства ручной регулировки в блоке 4 ручной регулировки выходного напряжения перестает изменяться, датчик 8 перестает воздействовать на формирователь 12 сигналов управления. При этом формирователь 12 вырабатывает на втором выходе короткий сигнал - команду записи, обеспечивающую отпирание ключевого элемента 13 для записи напряжения, снимаемого с пикового детектора 9, в блок 10 памяти. Это напряжение соответствует точному значению уровня выходного сигнала устройства в момент окончания ручной регулировки. Оно сохраняется в блоке 10 памяти до следующей процедуры ручной регулировки выходного напряжения устройства и используется в качестве опорного напряжения в блоке 11 сравнения уровней сигналов. Время выполнения процедуры записи для энергонезависимой памяти EEPROM составляет, как правило, величину порядка 8-10 миллисекунд. После окончания команды записи ключевой элемент 13 запирается, отключая пиковый детектор 9 от блока 10 памяти, и формирователь 12 сигналов управления со своего первого выхода подает на управляющий вход ключевого элемента 7 отпирающий сигнал, благодаря которому цепь обратной связи между блоком 11 сравнения и блоком 2 регулирования уровня сигнала замыкается, и схема регулирования начинает стабилизировать выходное напряжение устройства передачи сигнала в рельсовую цепь на том уровне, который был установлен в процессе ручной регулировки.

Благодаря этому уровень выходного напряжения устройства не зависит от напряжения источника питания и других дестабилизирующих факторов, что существенно улучшает условия обеспечения шунтового и контрольного режимов работы рельсовой цепи.

Внедрение предлагаемого устройства в системах автоблокировки и электрической централизации позволит повысить безопасность движения поездов.

Изобретение относится к области железнодорожной автоматики и телемеханики и может быть использовано в системах сигнализации, централизации и блокировки на железнодорожном транспорте, в частности, при интервальном регулировании движения поездов на перегонах и станциях. Устройство содержит источник модулированного сигнала и последовательно соединенные предварительный усилитель, блок регулировки выходного напряжения со средством ручной регулировки выходного напряжения и выходной усилитель, выход которого является выходом устройства. Кроме того, имеются блок регулировки уровня сигнала, два ключевых элемента, датчик состояния средства ручной регулировки выходного напряжения, пиковый детектор, блок памяти, формирователь сигналов управления и блок сравнения. Сигнальный вход блока регулировки уровня сигнала подключен к выходу источника модулированного сигнала, выход - ко входу предварительного усилителя, а управляющий вход - к выходу первого ключевого элемента. Сигнальный вход первого ключевого элемента подключен к выходу блока сравнения, а управляющий вход - к первому выходу формирователя сигналов управления. Второй выход данного формирователя подключен к управляющему входу второго ключевого элемента, соединенного выходом со входом блока памяти, подключенного выходом к первому входу блока сравнения. Выходной усилитель через пиковый детектор подключен к сигнальному входу второго ключевого элемента и второму входу блока сравнения. Упомянутый датчик подключен входом к средству ручной регулировки через дополнительный выход блока регулировки выходного напряжения, а выходом соединен со входом формирователя. Техническим результатом является повышение стабильности уровня выходного сигнала, установленного при ручной регулировке за счет стабилизации указанного уровня. 1 ил.

Устройство для передачи сигнала в рельсовую цепь, содержащее источник модулированного сигнала и последовательно соединенные предварительный усилитель, блок регулировки выходного напряжения со средством ручной регулировки выходного напряжения и выходной усилитель, выход которого является выходом устройства, отличающееся тем, что оно содержит блок регулировки уровня сигнала, первый ключевой элемент, датчик состояния средства ручной регулировки выходного напряжения, пиковый детектор, блок памяти, второй ключевой элемент, формирователь сигналов управления и блок сравнения, причем сигнальный вход блока регулировки уровня сигнала подключен к выходу источника модулированного сигнала, выход - ко входу предварительного усилителя, а управляющий вход - к выходу первого ключевого элемента, сигнальный вход которого подключен к выходу блока сравнения, а управляющий вход - к первому выходу формирователя сигналов управления, второй выход которого подключен к управляющему входу второго ключевого элемента, соединенного выходом со входом блока памяти, подключенного выходом к первому входу блока сравнения, при этом выходной усилитель через пиковый детектор подключен к сигнальному входу второго ключевого элемента и второму входу блока сравнения, а датчик состояния средства ручной регулировки выходного напряжения подключен входом к средству ручной регулировки через дополнительный выход блока регулировки выходного напряжения, а выходом соединен со входом формирователя сигналов управления.