Устройство тональных рельсовых цепей (стр. 4 из 6)

Рис.1.12. Форма сигналов на входе и выходе фильтров

Путевой генератор ГП3 предназначен для образования и усиления АМ-сигналов для работы рельсовых цепей тональной частоты. Блок путевого генератора имеет две разновидности: ГП3-8, 9, 11 и ГП3-11, 14, 15. Числа 8, 9, 11, 14, 15 в обозначении генератора соответствуют несущим частотам сигнального тока РЦ соответственно 420, 480, 580, 720 и 780 Гц.

Установкой внешних перемычек на выводах блока генератор может быть настроен на формирование одной из трех возможных частот. Номера выводов для установки перемычек, соответствующих различным несущим частотам, приведены ниже.

Генератор Г П 3 - 8, 9, 11

Несущая частота, Гц 420 480 580

Выводы для установки перемычек 12-23, 81-73 12-21, 81-63 12-22, 81-82

Генератор Г П 3 - 11, 14, 15

Несущая частота, Гц 580 720 780

выводы для установки перемычек 12-22, 81-73 12-13, 81-63 12-11, 81-82

Независимо от типа генератора модулирующая частота 8 Гц образуется при установке внешней перемычки между выводами 62-42, а частота 12 Гц - при установке перемычки между выводами 62-33. Для обеспечения работы генератора необходимо установить перемычки на выводах блока 3-4, 51-61, 83-72.

На передней панели блока путевого генератора имеются отверстия, в которые наружу выведены ручка переменного резистора со стопорным устройством и два светодиода. Переменным резистором регулируется выходное напряжение генератора (выводы 2-52) от 1 до 6,4 В. Ровное свечение верхнего светодиода указывает на наличие питания на выходном каскаде, а следовательно, на исправность цепи питания генератора. Мигающее (с частотой модуляции) свечение другого (нижнего) светодиода указывает на нормальную работу задающего генератора и предварительного усилителя.

Номинальная выходная мощность генератора 20 ВА. На номинальной нагрузке сопротивлением 7 Ом он обеспечивает напряжение не менее 6,4 В амплитудно-модулированного сигнала.

Питание генератора ГП3 осуществляется номинальным напряжением 35 В переменного тока промышленной частоты, подаваемым на выводы 41-43 блока. Коэффициент полезного действия генератора ГП3 зависит от режима его работы. При максимальной выходной мощности он максимален и равен примерно 0,65, с уменьшением выходной мощности он уменьшается.

Генератор ГП3 принадлежит к аппаратуре третьего поколения и применяется в рельсовых цепях тональной частоты взамен трех блоков аппаратуры второго поколения (ГРЦ, ПУ - 1 и ПТЦ). В связи с тем что при разработке аппаратуры третьего поколения несущие частоты рельсовых цепей были сдвинуты на 5 Гц (для большей защищенности приемных устройств на линиях магистрального железнодорожного транспорта с электротягой переменного тока) применение путевых приемников второго поколения (ПРЦМ) совместно с путевым генератором ГП3 не допускается. К выходу генератора ГП3 подключен фильтр ФПМ.

Путевой фильтр ФПМ предназначен для защиты выходных цепей генератора (ГП3) от влияния токов локомотивной сигнализации, тягового тока и атмосферных перенапряжений. Важнейшей его задачей является также обеспечение требуемого по условиям работы рельсовых цепей обратного входного сопротивления питающего конца рельсовой цепи. Он служит для гальванического разделения выходной цепи генератора от кабеля и получения на нем требуемых напряжений при относительно низких выходных напряжениях генератора.

Рис.1.13. Схема фильтра ФПМ

Блок путевого фильтра ФПМ имеет две разновидности (аналогично генератору ГП3):

ФПМ-8,9,11 и ФПМ-11,14,15. Он представляет собой последовательный контур (рис.1.13), содержащий трансформатор Т и конденсаторы. Входной сигнал подается от генератора на входные выводы 11-71. Фильтр настраивают на требуемую частоту (несущую частоту РЦ) установкой внешних перемычек между соответствующими выводами трансформатора Т и конденсаторами.

Входное сопротивление ненагруженного фильтра 5,5-6,5 Ом. Одновременное изменение индуктивности и емкости при настройке фильтра позволяет иметь примерно одинаковые его сопротивления на различных частотах.

В фильтре ФПМ-8, 9, 11 на частоте 420 Гц используется вся индуктивность трансформатора (вывод 43 блока). На частотах 480 и 580 Гц она уменьшается пропорционально частоте (соответственно выводы 42 и 41). В фильтре ФПМ-11,14,15 выводы 43, 42 и 41 используются соответственно для настройки на частоты 580, 720 и 780 Гц.

Выводы для установки внешних перемычек при настройке фильтра на несущую частоту сигнального тока рельсовой цепи:

Фильтр ФПМ-8, 9, 11

Несущая частота, Гц 420 480 580

Выводы для установки перемычек 23-43-22-21-83 23-42-22-21 23-41-22-73-81

Фильтр ФПМ-11, 14, 15

Несущая частота, Гц. .580 720 780

Выводы для установки перемычек 23-43-22-73-81 23-42-21-82-83 23-41-21-81-83

Для учета фактических значений емкостей, индуктивности, а также влияния емкости кабеля и других факторов блок ФПМ настраивают для установки на место его включения изменением емкости конденсатора. Для этого можно устанавливать и снимать отдельные перемычки, идущие от подстроечных конденсаторов. Критерием настройки является получение максимума напряжения на выходе блока, что соответствует равенству напряжений на индуктивности (выводы 11-23) и емкости (выводы 23-71).

Фильтры ФПМ имеют три выхода, отличающиеся различным выходным сопротивлением (выводы 12-61, 12-62 и 12-63). Эти выводы используют в зависимости от условий применения рельсовых цепей. Выходное сопротивление блока на выводах 12-61 составляет примерно 800 Ом, на выводах 12-62 - 400 Ом, на выводах 12-63 - 140 Ом. Для обеспечения нормативного обратного входного сопротивления питающего конца рельсовой цепи на линиях метрополитена, как правило, используется выход 12-63.

Путевевой приемник ПРЦМ предназначен для приема и дешифрирования амплитудно-модулированных сигналов в рельсовых цепях тональной частоты. Приемник ПРЦМ содержит: входной фильтр для выделения несущей частоты АМ-сигнала, предварительный усилитель, устройство для выделения низко частотного сигнала из АМ-сигнала (детектор), пороговое устройство, выходной усилитель мощности низкочастотного сигнала, выходной фильтр для контроля частоты модуляции и выпрямитель, к которому подключается нагрузка (реле АНШ2-1230 с параллельно включенными обмотками).

Рис. Схема приемника ПРЦМ

Входной фильтр выполнен на броневых ферритовых сердечниках (индуктивность) и конденсаторах. Он содержит связанные колебательные контуры Т1-С1, Т2-С2 и Т3-С3. Входной сигнал подается на обмотку 3-4 трансформатора Т1 (выводы 11-43 блока).

Стабилитроны VD1 и VD2 служат для защиты элементов фильтра от возможных перенапряжений от тягового тока, поступающих из рельсовой линии.

Транзистор VT1 обеспечивает связь между вторым и третьим контурами фильтра. Изменением сопротивления резистора R1, который включен в цепь эмиттера транзистора VT1, регулируется порог срабатывания путевого приемника. С выхода фильтра (обмотка 2-3 трансформатора Т3) сигнал, имеющий форму, близкую к сигналу со 100% -ной амплитудной модуляцией, поступает на амплитудный детектор, выполненный на транзисторе VT2. Выделенные из АМ-сигнала низкочастотные колебания (8 или 12 Гц) через конденсатор С4 поступают на вход порогового устройства.

Пороговым устройством является несимметричный триггер с эмиттерной связью, выполненный на транзисторах VT3 и VT4. Фактический коэффициент возврата триггера близок 1. Резистор R12 предусмотрен для снижения коэффициента возврата, что достигается шунтированием этого резистора на выводах 23-62 блока. Нагрузкой триггера является интегрирующая цепь R13-С5, с конденсатора С5 пилообразные колебания поступают на вход усилителя.

Выходной усилитель выполнен на операционном усилителе (микросхема DА1) и транзисторах VT5-VT8. Сигнал поступает на инвертирующий вход микросхемы DА1 через конденсатор С6. Сопротивление резистора R22 определяет токи, протекающие через транзисторы VT5 и VT6, достаточные для управления транзисторами второго каскада усиления VT7 и VT8, работающими в ключевом режиме.

С выходного усилителя сигнал подается на первый контур выходного фильтра, выполненного на элементах Т4-С7, настроенного на частоту модуляции 8 или 12 Гц в зависимости от типа приемника. Второй контур Т5-С8 связан с первым через каскад на транзисторах VT11 и VT12. Фильтр надежно обеспечивает разделение частот 8 и 12 Гц. Напряжение на реле при подаче на вход фильтра смежной частоты (например, 8 вместо 12 Гц) не превышает 0,68 В, что соответствует надежному отпусканию якоря реле с коэффициентом запаса 0,8. Для настройки контуров фильтра в резонанс имеются магнитные шунты (подстроечные пластины), установленные в воздушных зазорах сердечников трансформаторов Т4 и Т5. С выхода фильтра сигнал поступает на выпрямитель VD3, к которому через внешние выводы блока подключено путевое реле.

Напряжение питания приемника 17,5 В частотой 50 Гц подается на выводы 21-22 блока. Однополупериодное выпрямление переменного тока с удвоением напряжения выполняется посредством диодов VD8, VD9 и конденсаторов С9-С11. Выпрямленное напряжение с конденсаторов С9, С10 преобразуется в двухполярный источник тока на операционном усилителе DA2, транзисторах VT9, VT10 и стабилитронах VD4-VD7. Резисторы R31, R32 служат делителем напряжения постоянного тока, снимаемого с конденсаторов С9 и С10. С этих же конденсаторов снимается нестабилизированное напряжение для питания выходного усилителя. Со стабилитронов VD4, VD5 и эмиттеров транзисторов VT9, VT10 снимается стабилизированное напряжение для питания остальных каскадов усиления и триггера.

Порог срабатывания путевого приемника ПРЦМ (напряжение АМ-сигнала на входе, при котором нагрузка - реле АНШ2-1230 - притягивает якорь) составляет 0,64-0,76 В. Напряжение постоянного тока на выходе ПРЦМ при наличии на входе АМ-сигнала с рабочим напряжением должно быть 4,2-7,0 В.