Кодовый трансмиттер

СОЮЗ СО 8 ЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИК А 1 б 04 Н 03 17 00 17 6 ч ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯК А ВТОРСИОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ГОСУДАРСТ 8 ЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(21) 3965252/24-24(71) Ленинградский институт инженеровжелезнодорожного транспорта им, акад.В.Н. Образцова(56) Авторское свидетельство СССРВ 780195, кл. Н 03 К 17/00, 1978.Авторское свидетельство СССРФ 632085, кл. Н 03 К 17/16.(57) Изобретение относится к автоматике и может быть использовано длякодирования рельсовых цепей в числовой кодовой автоблокировке и .электрической централизации. Изобретениепозволяет при сохранении функций кодового трансмиттера повысить его надежность и помехоустойчивость. Кодовый трансмиттер содержит генератор 1импульсов, блок 2 сигнальных реле,два формирователя 3 и 4 импульсов,пять блоков 5, 7, 8, 9 и 10 сравнения, три триггера 11, 12 и 13, двавыходных блока 6 и 14, одновибратор15, инвертор 16 и сумматор 17 по модулю два. Блок 5 сравнения содержитсемь элементов И и пять элементов ИЛИ. Триггер 11 содержит четыре накопите ля, четыре выпрямителя, двэ элемента нагрузки, пять элементов И, и:есть элементов ИЛИ и инвертор. Выходнойблок б содержит четыре инвертора,четыре элемента ИЛИ, три элемента И ичетыре усилителя 66-69, 3 з.п. Ф-лы,4 ил.25 Изобретение относится к автоматике и может быть использовано для кодирования рельсовых цепей в числовойкодовой автоблокировке и электричес.кой централизации. 5Целью изобретения является повышение надежности и помехоустойчивоститрансмиттера.На фиг. 1 представлена блок-схемакодового трансмиттера;, на фиг. 2 -функциональная схема блока сравнения;на фиг. 3 - функциональная схематриггера; на фиг, 4 - функциональнаясхема выходного блокаКодовый .трансмиттер содержит генератор 1 импульсов, блок 2 сигнальныхреле, первый и второй формирователи3 и 4 импульсов, первый блок 5 сравнеиия, первый выходной блок б, второй, третий, четвертый и пятый блоки7-10 сравнения, первый, второй и тре. -тий триггеры 11-13, второй выходнойблок 14, одновибратор 15, инвертор 16и сумматор 17 по модулю два, выход 18,Каждый из блоков 5,7,8,9 и 10 сравнения содержит первый, второй, третийчетвертый, пятый, шестой и седьмойэлементы И 19-25 и первый, второй,третий, четвертый и пятый элементыИЛИ 26-30,Каждый из триггеров 11-13 содержит шину 31 нулевого потенциала, шину32 положительного потенциала, первый,второй, третий и четвертый накопители 33-36, первый, второй, третий ичетвертый выпрямители 37-40 первыйи второй элементы 41 и 42 нагрузки,первый, второй, третий, четвертый ипятый элементы И 43-47, первый, второй, .третий, четвертый, пятый и шестой элементы ИЛИ 48-53 и инвертор 54.Каждый из выходных блоков б и 14содержит первый, второй, третий ичетвертый инверторы 55-58, первый 45второй, третий и четвертый элементы 59-62, первый, второй и третий элементы И 63-65 и первый, второй, тре- тий и четвертый усилители 66-69,Трансмиттер работает следующим образом.При исправном состоянии и при отсутствии влияния помех на прямом и инверсном выходах генератора 1 формируются импульсы в противофазе, которые поступают на вторые входы блока 5 сравнения, на первые входы которого подаются сигналы с первых выходов формирователя 3 и 4, которые также ра- ботают синхронно, Работа блоков 5,7, 8, 9 и 10 сравнения заключается в том, что на выходах последних сигналы появляются в противофазе только при наличии противофазных сигналов на первых и вторых входах, В случае нарушения противофазности сигналов на входах любого из блоков сравнения противофазность сигналов нарушается и на выходе, Лишь в одном случае это условие не выполняется, когда на вторых входах блоков сравнения присутСтвуют логические нули, а на первых входах - логические единицы,Но данная ситуация предусматривает наличие двух независимых отказов:один в генераторе 1, другой - в формирователях 3 и 4, что маловероятно, Любой одиночный отказ в любом блоке сравнения приводит к отсутствию парафаэных сигналов на его выходах.С выходов блока 5 сравнения противофазные сигналы с частотой, аналогичной частоте сигналов генератора 1, проходят через последующие блоки 7- 10 сравнения, где происходит сравнение между собой сигналов, поступающих с выходов формировагелей 3 и 4 и вы- ходных блоков б и 14.С выходов пятого блока 10 сравнения парафазные сигналы через парафазные триггеры 11 и 12 поступают на информационные входыпервого и второ 1339883го формирователей 3 и 4. Парафазныетриггеры 11 и 12 делят поступающийсигнал на "4". Каждый из парафазныхтриггеров выполнен в виде конечногоавтомата,Логические элементы 45 и 48 и инвертор 54 предназначен для установкисхемы в начальное состояние с весомч = 10001 (у, = 1, у = О, у = О,у 1 )где у у у у 4 выходысоответственно логических элементов53, 51, 50 и 62.При подаче. на входы элементов 48и 45 парафазного триггера парафазного сигнала на его выходах (выходыэлементов 53 и 51) присутствует парафазный сигнал, деленный по частотена два. В случае нарушения парафазности входных сигналов или возникновения одиночного отказа во внутреннейструктуре триггера на его выходахустанавливаются сигналы "11" ("00"),Восстановление нормальной работы парафазного триггера осуществляется по Бдачей сигнала "0" на установочныйвход,Сигналы, формируемые вторым парафазным триггером 12, поступают н первый и через инвертор 16 во второй 4формирователи 3 и 4. Полученные кодовые сигналы с выхода первого формирователя 3 поступают на входы первоговыходного блока 6 и на прямые входыблоков 5, 7 и 8 сравнения, где они35сравниваются с соответствующими сигналами, поступающими из второго формирователя 4,В первом выходном блоке 6 кодовыесигналы через элементы ИЛИ 59-61 по пступают на входы элементов И 63-65,Выбор одного из кодов может осуществляться либо подачей сигнала "1"из блока 2 сигнальных реле на входодного из элементов И 63-65, либо 4коммутацией с помощью блока 2 сигнальных реле выходов усилителей 6668. В первом случае выходом трансмиттера является усилитель 69, выбранный кодовый сигнал на вход которо- уго поступает через элемент ИЛИ 62от элементов И 63-65. Сйгнал с выхода элемента 62 также подается на прямой вход пятого блока 10 сравнения,где он сравнивается с аналогичнымсигналом, поступающим из второго выходного блока 14, Этим самым проверяется правильность выбора кода. Второй выходной блок 14 работает аналогичлым обра ом за исключением того, что кодовые сигналы с выходов второго Формирователя 4 па входы элементов ИЛИ 59 - 61 поступают через ипверторы 55-57, и сигнал с выхода элемента И 1 И 62 снимается через инвертор 58.Парафазные сигналы с выодов. второго парафазного триггера 12 также подаются на входы третьего парафазного триггера 13, работающего аналогично первым двум триггерам. С выходов триггера 13 парафазные сигналы поступают на сумматор 17 по модулю два, на выходе которого присутствует логическая "1" при наличии парафазных сигналов на входах, Сигнал "1" запрещает одновибратору 15 формировать активный сигнал.В случае сбоя в работе трансмиттера в результате отказа какого-либоэлемента или воздействия помехи,чтопроявляется в нарушении противофазности на соответствующих выходахлибо генератора 1, либо первого иливторого 14 формирователя 3 и 4, либопервого и второго выходных блоков5 и 14, либо блоков 5, 7, 8, 9 и 10сравнения, происходит нарушение парафазности сигналов на входах первогопарафазного триггера 1. Это приводит к прекращению динамической рабо-ты всех трех парафазных триггеров 1113, а значит к отсутствию сигналов навыходе 18 трансмиттера, На выходетретьего парафазного триггера 13 присутствуют однополярные сигналы, чтовызовет на выходе сумматора 17 по модулю два появление сигнала "0", который разрешит срабатывание одновибратора 15. Последний вырабатываеткратковременный активный сигнал,устанавливающий генератор 1, перЬый ивторой формирователи 3 и 4, первыйи второй парафазные триггеры 11 и 12в начальное состояние, тем самым восстанавливая работу трансмиттера.Таким образом, если сбой произошел в результате действия импульснойпомехи, то после восстановления трансмиттер работает правильно, На последней позиции первого формирователя 3 произойдет запуск третьего парафазного триггера 13, который черезсумматор 17 по модулю два подготовитодновибратор 15 к генерации новогоимпульса,Правильность формирования сигнала,восстанавливающего работу третьего35 50 парафазного триггера 13, проверяется четвертым блоком 9 сравнения, на входы которого подаются в противофазе сигналы с выхода первого 3 и вь 5 хода второго 4 формирователей,При следующем сбое из-за действия помехи алгоритм восстановления повторится аналогичным образом, Приведенное выполнение блоков 5,7,8,9 и 10 сравнения и парафаэных триггеров 1 1- 13 обеспечивает самоконтроль их исправности, тем самым исключив их ложную работу при отказах, так как в этом случае при рассогласовании рабо ты первого и второго формирователей 3 и 4 или первого и второго выходных блоков 6 и 14 в результате отказа отключение генератора 1 осуществляет-. ся не просто снятием напряжения пита ния, а путем прекращения динамической работы первого и второго парафазных триггеров 11 и 12. Последние выполнены таким образом, что при нарушении парафазности на их входах или отказах внутри них они переходят в статическое устойчивое состояние, из которого можно вывести только принудительно - установкой в исходное состояние. Если даже произойдет самовозбуждение одного из параФазных триггеров, то на его выходе будет динамический непарафазный сигнал, который зарегистрирует другой триггер. При этом первый парафазный триггер 11 обнаружит неправильную работу второго парафаэного триггера 12 через несогласованную работу первого и второго вспомогательного формирователей 3 и 4 которая будет пеУ40 редана на его входы через блоки 5, 7, 8, 9 и 10 сравнения. Кроме того, парафазные триггеры 11-13 контролируют и правильность работы генератора 1 и блоков 5, 7, 8, 9 и 10 срав 45 нения, последние выполнены таким образом, что при их отказах нарушается парафазность сигналов на их выходах,Третий парафазный триггер 13, сумматор 17 по модулю, одновибратор 15 и их соответствующее подключение в схему трансмиттера позволило защитить от ложного перехода н защитзое состояние схемы трансмиттеров при воздействии помехи, Это достигается тем, что при рассогласовании в работе либо первого и второго Формирователей 3 и 4, либо генератора 1, либо первого и второго выходных блоков 6 и 14 происходит прекращение динамической работы трех парафазнь 1 х триггерон 11-13, при этом на выходе сумматора 17 происходит изменение сигнала с логической "1" на логический"0", который запускает одновибратор15, Последний синхронизирует работугенератора 1, формирователей 3 ии принудительно запускает первый ивторой парафаэные триггеры 11 и 12.Если, начиная с этого момента, всеузлы трансмиттера проработают доконца цикла, определяемого определенным состоянием формирователей 3 и 4,то по сигналу из первого формирователя 3 будет запущен третий парафазный триггер 13, который будет готовсформировать новый сигнал принудительной синхронизации,Если же после синхронизации узловтрансмиттера новое рассогласованиенаступит до того, как формирователи3 и 4 дойдут до конца цикла, то произойдет окончательное выключение парафазных триггеров 11-13 и на выходе 18 трансмиттера сигналы будутотсутствовать, что соответствуетзащитному состоянию трансмиттера,Постоянство рассогласования в работеузлов трансмиттера свидетельствует опоявлении в его схеме отказа. Формула и з о б р е т е н и я1. Кодовый трансмиттер, содержащий генератор импульсов, блок сигнальных реле, первый и второй формирователи импульсов, первые выходыкоторых соединены с первыми соответственно прямым и инверсным входами первого блока сравнения, и первый выходной блок, первый выход которого является выходом трансмиттера, первый информационный вход которого подключен к первому выходу первого формирователя импульсов, о т л и ч а - и щ и й с я тем, что, с целью повышения надежности и помехоустойчивости трансмиттера в него введены второй, третий, четвертый и пятый блоки сравнения, триггеры, второй выходной блок, одновибратор, инвертор и сумматор, выход которого соединен с входом одновибратора, выход которого соединен с установочными входами первого и второго триггеров, первого ивторого формирователей импульсов игенератора импульсов, прямой и инверсный выходы которого соединены свторыми. соответственно прямым и инверсным входами первого блока сравнения, второй и третий выходы первого формирователя импульсов соединеныс одноименными информационными входами первого выходного блока и с пер выми прямыми входами соответственновторого и третьего блоков сравнения,четвертый выход первого формирователя импульсов соединен с первым прямым входом четвертого блока сравнения и с установочным входом третьего триггера, прямой и инверсный выходы которого соединены с первым ивторым входами сумматора, первый информационный вход второго выходногоблока подключен к первому входу второго формирователя импульсов, второй и третий выходы которого соединены с одноименными информационнымивходами второго выходного блока и спервыми инверсными входами соответветственно второго и третьего блоковсравнения, четвертый выход второгоформирователя импульсов соединены спервым инверсным входом четвертогоблока сравнения, выход блока сигнальных реле соединен с управляющими входами первого и второго выходных блоков, второй выход первого выходногоблока соединен с первым прямым входом пятого блока сравнения, выходвторого выходного блока соединен спервым инверсным входом пятого блокасравнения, прямые и инверсные выходыпервого, второго, третьего и четвертого блоков сравнения соединены содноименными вторыми входами соответственно второго, третьего, четвертого и пятого блоков сравнения,прямой и инверсный выходы пятогоблока сравнения соединены с одноименными входами первого триггера, прямойи инверсный, выходы которого соединены с одноименными входами второготриггера, прямой выход которого соединен с- одноименным входом третьеготриггера и с информационным входомпервого формирователя импульсов,инверсный выход второго триггера соединен с одноименным входом третьеготриггера и через инвертор с информационным входом второго формирователяимпульсов,2, Трансмиттер по п. 1, о т л и -ч а ю щ и й с я тем, что блок сравнения содержит элементы И и элементы,,ИЛИ, выходы первого и второго эле 5 10 15 20 30 35 40 45 50 55 ментов И соединены с первым и вторым входами первого элемента ИЛИ, выход которого соединен с первыми входами второго элемента ИЛИ и третьего элемента И, выходы которых соединены с первыми входами соответственно четвертого элемента И и третьего элемента ИЛИ,выход пятого и шестого элементов И соединены с первым и вторым входами четвертого элемента ИЛИ, выход которого соединен с первыми входами пятого элемента ИЛИ и седьмого элемента И, выходы которых соединены с вторыми входами соответственно четвертого элемента И и третьего элемента ИЛИ, первый вход первого элемента И объединены с первым входом пятого элемента И и с вторыми входами второго элемента ИЛИ и третьего элемента И и является первым прямым входом блока сравнения, первый вход второго элемента И объединен с первым входом шестого элемента И, с вторыми входами пятого элемента ИЛИ и седьмого элемента И и является первым инверсным входом блока сравнения, вторые входы второго и пятого элементов И объединены и являются вторым прямым входом блока сравнения, вторые входы первого и шестого элементов И объединены и являются вторым инверсным входом блока сравнения, выходы четвертого элемента И и третьего элемента ИЛИ являются соответственно прямым и инверсным выходами блока сравнения.3Трансмиттер по п.1, о т л и - ч а ю щ и й с я тем, что триггер содержит шину нулевого потенциала, шину положительного потенциала, накопители, выпрямители, элементы нагрузки, элементы И, элементы ИЛИ и инвертор, выход которого соединен с первыми входами первого и второго элементов ИЛИ, выход первого элемента ИЛИ соединен с первыми входами первого и второго элементов И, выходы которых соединены с первыми входами соответственно третьего, четвертого элементов ИЛИ и пятого, шестого элемента ИЛИ, выход второго элемента ИЛИ соединен с вторым входом второго элемента И, выход третьего элемента И соединен с первыми входами четвертого и пятого элементов И, выходы( которых соединены с вторыми входами соответственно четвертого, пятого элементов ИЛИ и третьего, шестого эле 1339883 10ментов ИЛИ, выход пятого элемента ИЛИсоединен с вторым входом четвертогоэлемента И и с входом первого накопителя, выход третьего элемента ИЛИсоединен с первым выводом первоговыпрямителя и входом второго накопителя, выход четвертого элемента ИЛИсоединен с первым выводом второго выпрямителя и с входом третьего накопи птеля, выход шестого элемента ИЛИ соединен с вторым входом второго элемента ИЛИ и с входом четвертого накопителя, выходы первого - четвертогонакопителей объединены и подключены 15к шине нулевого потенциала второйвЬвод первого выпрямителя соединен свторым входом пятого элемента И, спервыми выводами третьего выпрямителяи первого элемента нагрузки, второй 2 Овывод второго выпрямителя соединен свторым входом первого элемента И, спервым выводом четвертого выпрямителяи с первым выводом второго элементанагрузки, вторые выводы первого и 25второго элементов нагрузки подключенык шине положительного потенциала, входинвертора объединен с первым входомтретьего элемента И и с вторыми выводаии третьего и четвертого выпрямите- ЗОлей и являются установочным входомтриггера, вторые входы третьего эле мента И и первого элемента ИЛИ являются соответственно инверсным и прямым входами триггера, выходы четвертого и шестого элементов ИЛИ являются соответственно инверсным и прямым вьходами триггера1 4, Трацсмкттер по п.1, о т л и - ч а ю щ и й с я тем, что выходной блок содержит ицверторы, элементы ИЛИ, элемецты И и усилители, выходы первого, второго и третьего инверторов соедицекы с первыми входами первого, второго и третьего элементов ИЛИ, выходы которых соединены с первыми входами первого, второго и третьего элементов И, вьгходы которых соединены с входами соответственно первого, второго и третьего усилителей и соответствующими входами четвертого элемента ИЛИ, выход которого соединен с входами четвертого усилителя и второго инвертора, вторые входы первого, второго и третьего элементов И являются управляющим входом выходного блока, вход первого инвертора и второй вход первого элемента ИЛИ являются первыми входами выходного блока, вход второго инвертора и второй вход второго элемента ИЛИ являются вторыми входами выходного блока, вход третьего ицвертора и второй вход третьего элемента ИЛИ являются третьими входами выходного блока, выходы четвертых ицвертора и элемента ИЛИ являются первыми вь 1 ходами выходного блока, выходы первого - четвертого усилителей являются вторыми выходами выходного блока,1339883 Составитель Н, БочароваТехред Л.Сердюкова орректор М.Пожо дактор Л, Гратил Тираж 901 ВНИИПИ Государственного комитета по делам изобретений и открыти 3035, Москва, Ж, Раушская наб