Устройство для передачи и приема сигналов Советский патент 1977 года по МПК G08C19/12 

Изобретение отиоеится к телемеханике и предназначено для применения в горнодобывающей промышленности.

Известны устройства телемеханики, построенные по прииципу индукционной передачи энергии питания и сигналов 1. Эти устройства содержат кабельную линию связи и сигнальный трансформатор, подключенный к линии иитания. Эти известные устройства характеризуются сложностью и низкой ломехозащинхенностью. Наиболее близким к изобретению по технической сущности является устройство, содержащее на пункте управления блок контроля, сигнализации и управления, вход которого соединен с выходом приемника, выход - со входом передатчика, выход которого подключен к первичной обмотке передаюи1,его трансформатора, вход приемника соединен с первичной обмоткой приемного трансформатора, и блок питания, выполненный на нараметрнческом трансформаторе, провода линии связи, на контролируемом пункте - блок управления и преобразования сигналов, к первому входу которого подключены датчики состояния объектов, к первому выходу - исполнительные механизмы, второй выход соединен с передатчиком, к выходам которого подключены встречно соединенные первые обмотки, расположенные на крайних стержнях трехстержневого трансформатора, вторые обмотки, расположенные на крайних стержнях трехстержневого трансформатора, соединены последовательно-согласованно и подключены ко входу приемника, выход которого соединен со вторым входом блока управления и преобразования сигналов, обмотка, размещенная на среднем стержне трехстержневого трансформатора, подключена к блоку питания контролируемого пункта 2. Однако и

это известное устройство имеет малую помехозащищенность.

Целью изобретения является иовыщение помехозащищенности. В предложенном устройстве это достигается тем, что на контролируемом пункте в окнах магнитопровода трехстержневого трансформатора размещены первый и второй провода линии связи, одни концы которых через третий провод линии связи подключены к одному выводу вторичной обмотки приемного трансформатора на пункте управления, второй вывод которой соединен со средним выводом вторичной обмотки передающего трансформатора, другие выходы обмотки которого через конденсаторы подключены к другим концам первого и второго проводов линии связи, выходная обмотка параметрического трансформатора блока питания пункта управления соединена параллельно с четвертым

проводом линии связи, расположенным в окйах магнитопровода трехстержневого трансформатора на контролируемом пункте.

На чертеже показана схема предложенного устройства.

Оно содержит пункт управления (ПУ) 1, контролируемые пункты (КП) 2, блок питания 3, выиолненный на параметрическом трансформаторе с выходной обмоткой 4, четвертый и второй провода линий связей 5 и 6, соответственно, блок контроля, сигнализации и управления 7, передатчик 8, передающий трансформатор 9, первый провод линии связи 10, приемный трансформатор И, приемник 12, трехстержневой трансформатор 13 с обмоткой питания 14, блок питания 15, обмотки 16 и 17 трехстержневого трансформатора, приемник 18, обмотки 19 и 20 трехстержневого трансформатора, передатчик 21, блок управления и преобразоваиия сигналов 22, датчики 23 состояния объектов, исполнительные механизмы 24 и третий провод линии связи 25.

Эиергия питания на контролируемые пункты подается индукционным путем через трехстержневой трансформатор 13, выполненный в виде Ш-образного магнитопровода при помощи обмотки питания 14 и блока питания 15. Первичная обмотка образована проводами линий связей 5 и 6.

Таким образом, трансформаторы всех КП подключены к проводам линий связей последовательно и фактически представляют собой трансформаторы тока.

Провода линии связи 6 получают энергию от блока питания 3, выполненного на параметрическом трансформаторе, т. е. фактически он представляет собой параметрический генератор, частота генерации которого совпадает с частотой напряжения сети, поступающего на его первичную обмотку. Вследствие отсутствия индуктивной связи между первичной и вторичной (выходной) обмотками в параметрическом трансформаторе блока питания 3 происходит подавление помех от сети питания на 50-100 дб в диапазоне нескольких герц до единиц мегагерц, поэтому помехи из сети практически не проникают в провод линии связи 10.

Сигналы выбора КП и объектов управления и контроля формируются блоком контроля, сигнализации и управления 7 и подаются на передатчик 8, где преобразуются в частотные посылки соответствующей длительности, затем суммируются, усиливаются и подаются на первичную обмотку передающего трансформатора 9, с выходной обмотки которого импульсы поступают на провода линий связей 10 и 6.

Таким образом, в проводах линии связи 10 имеются радиоимпульсы тока, которые наводят на всех обмотках трехстержневого трансформатора 13 соответствующие им ЭДС.

На входе передатчика 21 ЭДС сигналов равна нулю, так как обмотки 19 и 20 включены встречно, а на входе приемника 48, наоборот, присутствует суммарная ЭДС от согласно включенных обмоток 16 и 17, В приемнике 18

I

сигналь выделя отся фильтрами, усйливаштся, детектируются и в виде видеоимпульсов подаются на блок управления и преобразования сигналов 22, который дешифрирует принятые сигналы, формирует сигналы на включение или отключение исполнительных механизмов 24, опрашивает датчики состояния объектов 23 и формирует импульсы сигнализации, отражающие состояния датчиков 23. Импульсы сигнализации поступают на передатчик 21, где преобразуются в импульсы соответствующей частоты, усиливаются и поступают на встречно-последовательно включенные обмотки 19 и 20. При таком их включении магнитный поток в среднем стержне трансформатора 13, соответствующий импульсам сигнализации, равен нулю и соответствующая им ЭДС в обмотке питания 14 отсутствует. В обмотках 16 и 17 ЭДС импульсов сигнализации, наведенная от обмоток 19 и 20, отсутствует и поэтому импульсы сигнализации практически не проникают на вход приемника 18.

Это позволяет сократить диапазон используемых частот, так как возможно выбрать частоту радиоимпульсов сигнализации, близкую или даже совпадающую с частотой радиоимпульсов выбора КП и управления. Кроме того, возможно также снизить требования к избирательности фильтров приемника 18, т. е. упростить фильтры.

В первичных обмотках, т. е. проводах линии связи 10 трансформатора 13 наводятся синфазные ЭДС импульсов сигнализации. Эти провода линии связи соединены параллельно вторичной обмотке передающего трансформатора 9. Для выделения этих импульсов используется приемный трансформатор 11, входная обмотка которого также подключена к первичной обмотке трехстержневого трансформатора 13, являющейся выходной по отношению к обмоткам 19 и 20.

При таком включении трансформатора И на lero вторичную обмотку не поступают ни напряжение питания, ни сигналы выбора КП и объектов управления с передающего трансформатора 9 в провода линии связи 10.

Так1им образом, здесь осуществляется также развязка между передаваемыми и принимаемыми сигналами.

Поступившие на приемный трансформатор 11 импульсы сигнализации подаются на вход приемника 12, где выделяются, усиливаются, детектируются и в виде видеоимпульсов поступают в блок контроля, сигнализации и управления 7, где используются для формирования сигналов индикации состояния объектов.

Поскольку на вход приемника 12 не поступают импульсы выбора КП, объектов и управления, а также не поступает напряжение питания, то понижаются требования к избирательности фильтров, что позволяет их упростить.

Подключение трансформатора 9 не к проводам линии связи 5, а к проводам линии

Ьвязи 10 позволяв cint3iiib величину напряжения питания, приложенного ко вторичной обмотке трансформатора 9.

Напряжение сигналов выбора КП и объектов управления наводится также на обмотке питания 14, однако оно отфильтровывается блоком питания 15.

Таким образом, в результате описанного подключения передающего и приемного трансформаторов 9 и И к проводам линии связи 10 и соответствующего подключения обмоток 16 и 17 в трехстержиевых трансформаторах 13, а также использования параметрического трансформатора блока питания 3 для подачи энергии на провода линии связи 5 достигается упрощение предложенного устройства (за счет упрощения фильтров), увеличение помехозащищенности и сокращение диапазона используемых частот.

.

Формула изобретения

Устройство для передачи и приема сигналов, содержащее на пункте управления блок контроля, сигнализации и управления, вход которого соединен с выходом приемника, выход - со входом передатчика, выход которого подключен к первичной обмотке передающего трансформатора, вход приемника соединен с первичной обмоткой приемного трансформатора, и блок питания, выполненный на параметрическом трансформаторе, провода линии связи, на контролируемом пункте - блок управления и преобразоваиия сигналов, к первому входу которого подключены датчики состояния объектов, к первому выходу - исполнительные механизмы, второй выход соединен с передатчиком, к выходу которого подключены встречно соединенные первые обмотки, расположенные на крайних стержнях тре-чстержнёвого трансформатора, вторые обмотки, расположенные на крайних стержнях трехстержневого трансформатора, соединены последовательно-согласованно и подключены ко входу приемника, выход которого соединен со вторым входом блока управления и преобразования сигналов, обмотка, размещенная на среднем стержне трехстержневого трансформатора, подключена к блоку.питания контролируемого иункта, отличающееся тем, что, с целью повышения помехозащищенности устройства на контролируемом пункте в окнах магнитопровода трехстержневого трансформатора размещены первый и второй провода линии связи, одни концы которых через третий провод линии связи подключены к одному выводу вторичной обмотки приемного трансформатора на пункте управления, второй вывод которой соединен со средним выводом вторичной обмотки передающего трансформатора, другие выходы обмотки которого через конденсаторы подключены к другим концам первого и второго проводов линии связи; выходная обмотка параметрического трансформатора блока питан}1я пункта управления соединена параллельно с четвертым проводом линии связи, который расположен в окнах магннтопровода трехстержневого трансформатора на контролируемом пункте.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе.

1.Авторское свидетельство СССР 247371, М. Кл.2 G 08С 19/28, 1968.

2.Авторское свидетельство СССР jV 462199, М. Кл.2 GOSC 19/28, 1973.

n n

22