Устройство для преобразования телемеханических сигналов

(1 11 660076 Союз Советских Соыиапистических Республик(22) Заявлено 23,03.77 (21) 2465660/1 51)М Клеб 08 С 19/12 Н 03 К 7/00 аявки-с присоединением осударственнын комитет 3) Прпорите сспо делам нзобретени открытии 45) Дата опубликования описания 30.04.79 72) Авторыизооретения71) Заявитель Овласюк, В. С. Хальков и Л, В. Выходцевзный ордена Трудового Красного Знамениследовательский институт железнодорожноготранспорта ВсесучноОур вааацЯф 54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРЕОБРАЗОВАНИ ТЕЛЕМЕХАНИЧЕСКИХ СИГНАЛОВявляие га- С-кон- умень- тивных Изобретение относится к области телемеханики, а именно к устройствам для преобразования частотно-манипулированных сигналов телемеханики в импульсы постоянного тока и может быть использовано в 5 устройствах приема телемеханической информации на промышленных предприятиях, в энергетике, в городском хозяйстве и на транспорте.Известно устройство для преобразования 10 частотно-манипулированных сигналов телемеханики в устройствах для приема теле- механической информации 11; содержащее электронную лампу, в анодную цепь которой включены последовательно два конту ра, настроенные на частоты 1, - Л/ и /,+Л, где 1, - частота канала. К контурам через резисторы и диоды подключены обмотки дифференциального реле.Недостатками такого устройства явля ются низкая надежность и большие габариты, вызванные применением электронных ламп, реле и 1,С-контуров, а также требование высокой стабильности и точности изготовления и настройки элементов 25 схемы (1.С-контуров, дифференциального реле).Известны также схемы частотных дискриминаторов с двумя расстроенными контурами, которые могут быть использованы 30 для преобразования частотно-манипулированных сигналов телемеханики 2.В этих устройствах выходное напряжение, линейно зависящее от частоты принимаемого сигнала, формируется с помощью диодов и резисторов.Наиболее близким по технической сущности к данному изобретению является устройство для преобразования телемеханических сигналов, содержащее активные фильтры, мостовые выпрямители, выходные усилители, источники питания, одноименные полюса которых объединены, и резисторы, фильтры включены в коллекторную цепь усилителя приемника, формирующие каскады на транзисторах включены по дифференциальной схеме, реагирующей на разность напряжений, снимаемых с фильтров и конденсаторов, отфильтровывающих токи несущей частоты. Напряжение на выходе этого устройства также линейно зависит от частоты принимаемого сигнала 31.Недостатками известных устройств ются невысокая надежность и больш бариты из-за применяемых в них Л туров, Эти недостатки могут бытьшены применением в устройстве ак Р С-фильтров.Недостатком устройств, в которых выходное напряжение линейно зависит от частоты поступающего сигнала, прп примецеши в устройствах для приема телемеханической информации является недостаточная помехоустойчивость. Напряжение ца выходе возникает не только при приеме сигналов с частотами 1, - Л 1 и 1,+Л, по и сигналов, частоты которых близки к указанным (см. фиг. 2, б). Это напряжение может вызвать ложное срабатывание выходного устройства приемника, например триггера. Кроме того, импульс помехи, хоть и ослабленной контурами, вызывает ца выходе устройства напряжение помехи, которое также может вызвать срабатывание выходного триггера приемника. Существенным недостатком известного устройства является недостаточная температурная стабильность усилителей и индуктивных элементов фильтра и дискриминатора, которые в конечном итоге влияют на уровень срабатывания приемника, Указанные недостатки снижают общую надежность приема телемсханической информации.Целью йзобретения является повышение надежности приема телемеханической информации.Указацнай цель достигается тем, что в предлагаемое устройство для преобразования телемеханпческих сигналов введены фазоинверторы и пороговые элементы, выполненные соответственно на р - и - р и и - р - и транзисторах, согласующие усилители и активные фильтры, выполненные иРС-контурах, входы которых через ре;исторы подключены к входной клемме устройства, а выходы через фазоицверторы подключены к мостовым выпрямителям, разноименные полюса которых объединены и подключены к соответствующему полюсу одного из источников питания, другие полюса объединены через резисторы, а точка объединения подключена к конденсатору, другим выводом соединенному с объединенными полюсами источников питания, и к базам транзисторов пороговых элементов, выходы которых через соответствующие согласующие усилители подклкиены к выходным усилителям.На фиг. 1 показана принципиальная схема устройства; на фиг, 2 - графики амплит дпо-частотцых характеристик устройства.Устройство состоит пз активных фи ьгров 1 и 2, входы которых через резисторы 3 и 4 соответственно подключены к входной клемме устройства. Выход фильтра 1 через фазоинвертор 5 подключен к мостовому выпрямителю б, минус которого через резистор 7 подключен к входу порогового элемента 8 на и - р - гг транзисторах. Выход порогового элемента через согласующий усилитель 9 подключен к выходному усилителю 10,Выход фильтра 2 через фазоинвертор 11 подключен к мостовому выпрямителю 12, 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 )5 60 65 минус которого соединен с плюсом мостового выпрямителя 6 и с положительным полюсом источника питания, а плюс через резистор 13со входом порогового элемента 14 на р - и - р транзисторах и входом порогового элемента 8 и через конденсатор 15 - с отрицательными полюсами источников питания сг и У,. Выход порогового элемента 14 через согласующий усилитель 16 подключен к выходному усилителю 17.Фазоинверторы 5 и 11 состоят из транзисторов 18 и 19 разного типа проводимости, включенных по схеме составного транзистора, резисторов 20 - 23 и конденсаторов 24 - 26, Такая схема обеспечивает большую степень равенства напряжений па выходах фазоинвертора.Пороговый элемент 8 состоит из транзисторов гг - р - и типа 27 и 28 и резисторов 29 - 32. Согласующий усилитель 9 состоит из транзистора ЗЗ р и - р типа и транзистора 34 гг - р - и типа и резисторов 35, Зби 37,Пороговый элемент 14 состоит из транзисторов р - и - р типа 38 и 39 и резисторов 40 - 43. Согласующий усилитель 16 состоит из транзисторов и - р - и типа 44 и 45 и резисторов 46, 47 и 48,Устройство работает следующим образом,При настройке квазирезонацспая частота первого активного РС-фильтра выбирается равной о - Л 1, а второго /,+Л, гдечастота канала, Л 1 - девиация частоты (см. фиг, 2).При поступлении па вход устройства сигнала частотой , - Л 1 ца выходе первого фильтра будет высокое напряжение сг, а на втором контуре в неболып остаточное напряжение сто, определяемое амплитудно- частотными характеристиками фильтров. Если на вход поступает частота ,+Лг, то высокое напряжение У, появится на выходе второго контура, а ца выходе первого контура будет остаточное напряжение Уо.Переменные напряжения с фильтров поступают на входы двух фазоинверторов 5 и 11 соответственно, на двух выходах которых возникают примерно равные противофазные напряжения. Выполнение фазоинвертора на двух транзисторах разного типа проводимости обеспечивает высокое входное сопротивление и высокую степень равенства напряжений ца выходах. Эти напряжения выпрямляются мостовыми выпрямителями б и 12.На выходах мостов появляются два пульсирующих двухполупериодых напряжения различных знаков, пропорциональных соответственно Ь и Уго при =, - Л 1 или Ь 2 и Ь о при 2:оЛ. ЭтР противоположные по знаку напряжения поступают на схему сравнения токов на резисторах 7 и 13, На конденсаторе 15 формируется напряжение, пропорциональное сг - ЕУ, На кон 66007650 денсаторе 15 формируется постоянное напряжение, пропорциональное У, - Е/,. Если Е/,) У напряжение на конденсаторе положительное, если У) У - отрицательное, при У,=У равно нулю.Выпрямленное напряжение поступает на входы двух индикаторов, оди из которых выполнен на транзисторах и - р - и, другой - на р - и - р транзисторах. Поэтому один элемент срабатывает при положительном, а другой при отрицательном напряжении на конденсаторе 15, Порог срабатывания первого элемента 8 равен + У, а другого - У. Между этими двумя уровнями образуется зона нечувствительности, в которой оба элемента 8 и 14 закрыты. Срабатывание элементов 8 и 14 через согласующие усилители 9 и 16 соответственно вызывает срабатывание выходных усилителей 10 и 17, в качестве которых использованы универсальные логические элементы. Импульс с выходного усилителя поступает на логическую схему, например на один из входов выходного триггера приемника, вызывая его срабатывание.Предлагаемая схема благодаря применению двух элементов 8 и 14 на транзисторах разного типа проводимости обеспечивает получение трехпозиционного выходного сигнала. При частоте сигнала на входе устройства , - Л сигнал 1 появляется на выходе первого элемента 8, при частоте ,+Л - на выходе второго. Если на вход поступает сигнал с частотой , или сигнал отсутствует, то оба элемента 8 и 14 закрыты и на обоих выходах сигнал О,Предлагаемое устройство может быть использовано при передаче трехпозиционного сигнала, сложной модуляции АМ - ЧМ, а также при двухпозиционном сигнале для контроля исправности канала связи.Для получения двухпозиционного сигнала к выходным усилителям устройства подключают триггер. Появление двух нулей на выходах не будет изменять состояние выходного триггера, но может быть использовано для контроля состояния схемы,Наличие зоны нечувствительности при приеме двухпозиционного сигнала повышает помехоустойчивость устройства от флуктуации частоты вокруг , при воздействии помехи во время отсутствия сигнала и уменьшает возможность ложного срабатывания выходного триггера при одновременном действии сигнала и помехи. Для увеличения помехоустойчивости мостовые выпрямители б и 12 одним из полюсов соединены с полюсом второго источника пита 5 1 О 15 20 25 зо 35 40 45 55 ния У,. Напряжение на них появляется лишь в том случае, если величина помехи превышает напряжение этого источника питания.Формирование области работы устройства осуществляется изменением соотношения сопротивлений резисторов 30, 31 и 41, 42 соответственно, от которого зависят уровни срабатывания элементов 8 и 14.Зависимость напряжения на выходах устройства от частоты приходящего сигнала показана на фиг, 2, в. Как видно, напряжение на выходах устройства, постоянное по величине, имеется только в полосе частот, формируемой устройством, и полностью отсутствует вне этой полосы. Это значительно повышает помехоустойчивость работы устройства и надежность приема телемеханической информации.Формула изобретенияУстройство для преобразования телемеханических сигналов, содержащее активные фильтры, мостовые выпрямители, выходные усилители, источники питания, одноименные полюса которых объединены, и резисторы, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности приема телемеханической информации, в устройство введены фазоинверторы и пороговые элементы, выполненные соответственно на р - а - р и и - р - и транзисторах, согласующие усилители и активные фильтры, выполненные на РС-контурах, входы которых через резисторы подключены к входной клемме устройства, а выходы через фазоинверторы подключены к мостовым выпрямителям, разноименные полюса которых объединены и подключены к соответствующему полюсу одного из источников питания, другие полюса объединены через резисторы, а точка объединения подключена к конденсатору, другим выводом соединенному с объединенными полюсами источников питания, и к базам транзисторов пороговых элементов, выходы которых через соответствующие согласующие усилители подключены к выходным усилителям.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1. Звенигородский И. С. Каналы связи для телемеханики, М-Л, 1960 г с. 79.2. Тутевич В. Н. Телемеханика, М-Л, 1973 г., с. 95,3. Основы автоматики, автоматизация и телеуправление устройствами энергоснабжения электрических железных дорог, М., Транспорт, 1975, с. 238.Тираж 726 Подписное по делам изобрегений и открытий кая наб., д. 4/5