Устройство для избирания частотных сигналов телемеханики

(22) (4 б) (71) но-исслец лезнодоро ван те тран (72) и Б. Хальк(5 б) ройс сете Тран т хе яговыхМ.:1.52. ы юка,рис,ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИИ портаВ.Я. Овласюк, В.С.Аксельродб 21.398(088,8)Интегральные микросвах автоматики и за/Под ред, В,Я. Овлапорт, 1985, с, 282,(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗБИРАНИЯ ЧАСТОТНЫХ СИГНАЛОВ ТЕЛЕМЕХАНИКИ(57) Изобретение относится к телемеханике, а именно к устройствам дляизбирания частотно-манипулированныхсигналов, и может быть использованона промышленных предприятиях, в энергетике, в городском хозяйстве и натранспорте, Цель изобретения - повышение надежности и упрощение изготовления и настройки устройства. Устройство содержит первый и второй фильтры, первый, второй, третий, четвертый, пятый и шестой элементы нагрузки, первый,второй, третий, четвертый и пятый ограничительные элементы,первый, второй, третий и четвертыйэлементы согласования, первый и второй элементы обратной связи, первыйи второй усилители, первый, второй итретий разделительные элементы, первый, второй, третий и четвертый коммутируемые фильтры, первый и второйэлементы НЕ, первый и второй управляемые генераторы коммутирующих сигналов, Коммутирующий фильтр содержитсчетчик, мультиплексор, накопительные элементы, ограничительный элемент, Введение коммутируемых фильтров в устройство позволит сократитьколичество трудоемких в изготовлениии настройке и недостаточно нацежныхКС-фильтров, Групповой метод настройки при помощи делителей частоты с переменным коэффициентом деления в управляемых генераторах коммутируемыхсигналов упрощает процесс настройкиустройства. Применение в управляемыхгенераторах коммутирующих сигналовзадающего генератора с кварцевойстабилизацией частоты обеспечиваетвысокую надежность устройства, приэтом снижаются требования к надежности ЕС-фильтров. 2 ил, 1363287Изобретение относится к телемеханике, а именно к устройствам дляизбирания частотно-манипулированныхсигналов, и может быть использованона промышленных предприятиях, в энергетике, в городском хозяйстве и натранспорте,Цель изобретения - повышение надежности и упрощение изготовления инастройки устройства.На фиг. 1 изображена функциональная схема устройства; на фиг. 2 -временные диаграммы работы устройства.Устройство содержит первый 1 ивторой 2 фильтры, первый 3, второй4, третий 5, четвертый 6, пятый 7и шестой 8 элементы нагрузки, первый9, второй 10, третий 11, четвертый12 и пятый 13 ограничительные элементы, первый 14, второй 15, третий 16и четвертый 17 элементы согласования,первый 18 и второй 19 элементы обратной связи, первый 20 и второй 21усилители первый 22, второй 23 и третий 24 разделительные элементы, первый 25, второй 26, третий 27 и четвертый 28 коммутируемые фильтры,первый 29 и второй ЗО элементы НЕ,первый 31 и второй 32 управляемыегенераторы коммутирующих сигналов.Коммутируемый фильтр содержитсчетчик 33, мультиплексор 34, накопительные элементы 35-35, ограничительный элемент Зб.Устройство работает следующимобразом.Частотно-манипулированный сигналтелемеханики с частотами Г - д й иЕ +И с входа устройства через активный КС-фильтр 1 поступает на объединенные входы коммутируемых фильтров 25 и 26, На один из них от управляемого генератора коммутирующихсигналов поступает последовательность импульсов с частотой Й-дй,на другой - с частотой Е +Н . Присовпадении частоты на входе устройства с частотой коммутации фильтрана его выходе появляется ступенчатыйсигнал той же частоты, аппроксимирующий синусоиду, При изменении частоты частотно-манипулированного сигнала аналогичный ступенчатый сигналпоявляется на выходе другого коммутируемого Фильтра звена. При последовательном соединении достаточногоколичества звеньев достигается необ ходимая крутизна амплитудно-частотной характеристики (АЧХ) устройстваи достаточное затухание для сигналовсоседних каналов. С выхода второгоусилителя ступенчатый сигнал поступает на другой активный КС-фильтр 2,с трех выходов которого через элементы нагрузки 6-8 (резисторы) на выход устройства поступает синусоидальный сигнал. Резонансная частота коммутируемого фильтра определяется частотой коммутации интегрирующихэлементов, Применив в качестве управляемого генератора коммутирующих ся высокие требования, так как ондолжен подавать полосу частот вблизи нуля и сигналы кратных частотна входе коммутируемых фильтров, которые вследствие неоднозначности передачи коммутируемого Фильтра создают помеху на основной частоте, Такоеустройство получается сложным, аколичество активных звеньев в нем 40 45 почти не уменьшается.В предлагаемом устройстве для аналоговой фильтрации на входе и выходе используются однозвенные низко- добротные звенья. Формирование его АЧХ поясняется фиг, 2, на которой позициями 37-40 обозначена гребенчатая АЧХ фильтра, коммутируемого с частотой 2 -ЛГ, позициями 41-44 гребенчатая АЧХ фильтра, коммутируемого с частотой Го+Ля; позициями 4550 55 сигналов генератор с кварцевой стабилизацией частоты с последующим ееделением перестраиваемыми делителями,можно обеспечить высокую надежностьи точность настройки по частоте коммутируемых фильтров и всего устройства. Это позволяет образовать большое число каналов в тональном диапазоне частот, При этом упрощается 25 настройка устройства, которая сводится к подбору коэффициентов деления частоты усилителя, коммутирующего группу фильтров, Однако гребенчатая форма АЧХ коммутируемого фильтразатрудняет его применение в прямомвиде для избирания частотных сигналов телемеханики, Он пропускает нетолько основную полосу частот, но икратные частоты, а также полосучастот вблизи нуля (Фиг, 2), Поэтомутребуется дополнительная аналоговаяфильтрация на входе и выходе устройства, При этом к аналоговому фильтру на входе устройства предъявляют1363287 з,50 - АЧХ звена коммутируемых фильтров, позицией 51 - АЧХ активногоКС-звене с нулем передачи на тройной частоте канала ЗГ, позицией52 - АЧХ устройства для избираниячастотных сигналов телемеханики, позициями 37 и 44 - АЧХ в полосе частот вблизи нуля, пропускаемых коммутируемым фильтром, позициями 38, 42,45, 46 и 52 - АЧХ первого резонанса,позициями 39, 43, 47 и 48 - АЧХ второго резонанса, позициями 40, 44,49 и 50 - АЧХ третьего резонанса коммутируемых фильтров,Пропускаемые коммутируемыми фильтрами низкочастотные сигналы помехи(АЧХ 37-41) взаимно компенсируютсяв операционных усилителях, Для взаимной компенсации помех на выходе коммутируемых фильтров от сигнала, частота которого близка двойной частоте коммутации (АЧХ 39, 43, 47 и 48),фильтры, работающие на одной частоте,коммутируются импульсными сигналами,сдвинутыми по фазе включением элементов НЕ (фиг, 1) . Подавление помех отсигналов с тройной и большей кратностью частот (фиг, 2, АЧХ 40, 44,49 и 50) осуществляется входным активным звеном, для чего нуль передачи этого звена настраивается натройную частоту канала (фиг. 2, поз,51), Для сигналов, образующих резонансы высших порядков, входное активное КС-звено представляет достаточно большое затухание, а их амплитуда на выходе коммутируемого фильтрас ростом частоты сильно снижается,Активное звено на выходе устройства преобразует ступенчатый сигналв синусоидальный и вносит дополнительное затухание для сигналов соседних каналов, Нуль передачи этогозвена также настраивается на тройную,частоту канала,При перекосе плеч АЧХ устройствавследствие погрешностей настройки иразброса параметров отдельныхзвеньев производится ее выравниваниеизменением сопротивления второго 10и третьего 11 ограничительных элементов (фиг. 1).Использование коммутируемых фильтров в предлагаемом устройстве позволяет сократить количество трудоемкихв изготовлении и настройке и недостаточно надежных РС-фильтров. Групповой метод настройки при помощи делителей частоты с переменным коэффициентом деления еще более упрощаетпроцесс настройки устройства.5Применение в управляемых генераторах коммутирующих сигналов задающего генератора с кварцевой стабилизацией частоты обеспечивает высокую надежность всего устройства,при этом снижаются требования кнадежности активных КС-фильтров,Формула изобретения Устройство для избирания частотных сигналов телемеханики, содержащеепервый фильтр, вход которого соединен с первым выводом первого ограничительного элемента, второй выводкоторого является входом устройства,первый, второй и третий выходы первого фильтра через первый, второй итретий элементы нагрузки соответственно объединены и подключены кпервому выводу первого разделительного элемента, второй фильтр, первый,второй и третий выходы которого черезчетвертый, пятый и шестой элементыГнагрузки соответственно объединеныи являются выходом устройства, первыйусилитель, выход которого через первыйэлемент обратной связи соединен сосвоим первым входом и с первым выводом первого элемента согласования,первый вывод второго ограничительного элемента подключен к шине нулевого потенциала, о т л и ч а ю щ ее с я тем, что, с целью повышениянадежности и упрощения изготовления 40и настройки устройства, в него введены третий, четвертый и пятый, ограничительные элементы, второй, третийи четвертый элементы согласования,второй элемент обратнойсвязи, второй усилитель, второй и третий разделительчые элементы, первый, второй,третий и четвертый коммутируемыефильтры, первый и второй элементы И,первый и второй управляемые генераторы коммутирующих сигналов, второйвывод первого разделительного элемента подключен к первым входам первого и второго коммутируемых фильтров,выход первого коммутируемого фильтра подключен к вторым выводам перво го элемента согласования и второгоогранИчительного элемента, выходвторого коммутируемого фильтра подключен к первым выводам второго эле 13 б 3287мента согласования и третьего ограничительного элемента, второй выводвторого элемента согласования подключен к второму входу первого усилителя и к первому выводу четвертогоограничительного элемента, выход первого усилителя через второй разделительный элемент подключен к первымвходам третьего и четвертого коммутируемых фильтров, выходы которыхподключены к первым выводам третьегои четвертого элементов согласования,второй вывод третьего элемента согласования подключен к первому выводу второго элемента обратной связии к первому входу второго усилителя,выход которого подключен к второмувыводу второго элемента обратнойсвязи и через третий разделительный элемент - к входу второго фильтра, второй вывод четвертого элемента согласования подключен к первому выводу пятого ограничительного элемента и второму входу второго усилителя, вторые выводы третьего, четвертого и пятого ограничительных элементов подключены к шине нулевого потенциала, выход первого управляемого генератора коммутирующих сигналов подключен к второму входу первого коммутируемого фильтра и через первый элемент НЕ к второму входу третьего коммутируемого фильтра, выход второго управляемого генератора коммутирующих сигналов подключен к второму входу второго коммутируемого фильтра и черезвторой злементНЕ квторому входу четвер:огокоммутируемога фильтра.