Результат интеллектуальной деятельности: Модуль генератора комплексного сигнала для локомотивной сигнализации

Изобретение относится к области железнодорожной автоматики, телемеханики и связи и может быть использовано для контроля рельсовых цепей в составе системы автоблокировки и системы аппаратуры рельсовых цепей.

Известен, используемый в устройстве контроля рельсовых цепей тональной частоты (RU 2693991, B61L 23/16, 08.07.2019), формирователь комплексного сигнала, состоящий из формирователей сигналов контроля рельсовой линии, сигналов АЛСН и сигналов АЛС-ЕН, каждый из которых включает в себя последовательно соединенные генератор сигналов и кодер, при этом входы генераторов сигналов соединены через CAN шину с выходом управления персонального компьютера оператора автоматизированного рабочего места, управляющие входы кодеров соединены через CAN шину с выходом блока управления, а выходы кодеров подключены к соответствующим входам сумматора, выход которого является выходом формирователя комплексного сигнала, который через цифроаналоговый преобразователь соединен с входом усилителя мощности. Это техническое решение принято в качестве прототипа.

В известном устройстве формируемые сигналы АЛСН и АЛС-ЕН имеют недостаточную стабильность, приводящую к искажению кодовых посылок этих сигналов на границах рельсовых цепей.

Технический результат изобретения заключается в повышении стабильности формируемого комплексного сигнала для локомотивной сигнализации.

Технический результат достигается тем, что в модуль генератора комплексного сигнала для локомотивной сигнализации, содержащий формирователь комплексного сигнала, включающий формирователи сигнала контроля рельсовой линии, сигнала АЛСН и сигналов АЛС-ЕН, каждый из которых состоит из последовательно соединенных генератора сигналов и кодера, который соединен с соответствующим входом сумматора, выход которого подключен к цифроаналоговому преобразователю, соединенному через усилитель мощности с выходом устройства, согласно изобретению введены последовательно соединенные входной полосовой фильтр и аналого-цифровой преобразователь, к выходу которого подключены входы блоков обработки сигнала АЛСН и сигналов АЛС-ЕН, каждый из которых состоит из последовательно соединенных полосового фильтра, измерительного канала и управляемого порогового элемента, выход которого является выходом блока обработки сигналов, при этом генераторы сигнала АЛСН и сигналов АЛС-ЕН и полосовой фильтр блока обработки сигнала АЛСН выполнены управляемыми, выходы блоков обработки сигнала АЛСН и сигналов АЛС-ЕН соединены с управляющими входами генераторов соответствующих формирователей сигнала АЛСН и сигналов АЛС-ЕН, входы генераторов, управляющие входы пороговых элементов и полосового фильтра блока обработки сигнала АЛСН подключены к выходу обработчика управляющих команд, соединенного с CAN шиной, при этом каждый формирователь сигналов АЛСН и АЛС-ЕН снабжен полосовым фильтром, через который выход кодера соединен с соответствующим входом сумматора, а усилитель мощности снабжен датчиком выходного тока, выход которого соединен с входным полосовым фильтром.

На чертеже представлена функциональная схема модуля генератора комплексного сигнала для локомотивной сигнализации.

Модуль генератора комплексного сигнала для локомотивной сигнализации содержит формирователь 1 комплексного сигнала, включающий формирователи 2, 3, 4 и 5 соответственно сигнала контроля рельсовой линии, сигнала АЛСН и сигналов АЛС-ЕН, каждый из которых состоит из последовательно соединенных генератора 6 (7, 8 и 9) сигналов и кодера 10 (11, 12 и 13), который соединен с соответствующим входом сумматора 14, выход которого подключен к цифроаналоговому преобразователю 15, соединенному через усилитель 16 мощности с выходом устройства, в устройство введены последовательно соединенные входной полосовой фильтр 17 и аналого-цифровой преобразователь 18, к выходу которого подключены входы блоков 19 (20 и 21) обработки соответственно сигнала АЛСН и сигналов АЛС-ЕН, каждый из которых состоит из последовательно соединенных полосового фильтра 22 (23 и 24), измерительного канала 25 (26 и 27) и управляемого порогового элемента 28 (29 и 30), выход которого является выходом блока 19 (20 и 21) обработки сигналов, при этом генераторы 7 (8 и 9) соответственно сигнала АЛСН и сигналов АЛС-ЕН и полосовой фильтр 22 блока 19 обработки сигнала АЛСН выполнены управляемыми, выходы блоков 19 (20 и 21) обработки соответственно сигнала АЛСН и сигналов АЛС-ЕН соединены с управляющими входами генераторов 7 (8 и 9) соответствующих формирователей сигнала АЛСН и сигналов АЛС-ЕН, входы генераторов 6, 7, 8 и 9, управляющие входы пороговых элементов 28, 29 и 30 и полосового фильтра 22 блока 19 обработки сигнала АЛСН подключены к выходу обработчика 31 управляющих команд, соединенного с CAN шиной 32, каждый формирователь 3 (4 и 5) сигналов АЛСН и АЛС-ЕН снабжен полосовым фильтром 33 (34 и 35), через который выход кодера 11 (12 и 13) соединен с соответствующим входом сумматора 14, а усилитель 16 мощности снабжен датчиком выходного тока (на чертеже не показан), выход которого соединен с входным полосовым фильтром 17.

Модуль генератора комплексного сигнала для локомотивной сигнализации работает следующим образом.

Обработчик 31 управляющих команд осуществляет прием и обработку управляющих воздействий от модуля управления (на чертеже не показан) через CAN шину 32 и передачу управляющих воздействий после обработки в формирователь 1 комплексного сигнала и в блоки 19, 20 и 21 обработки соответственно сигнала АЛСН, сигнала АЛС-ЕН (175 Гц) и сигнала АЛС-ЕН (275 Гц). Настройка частоты, уровня напряжения и кода формируемого сигнала контроля рельсовой линии (КРЛ) на входе генератора 6 формирователя 2 сигнала КРЛ, настройка частоты и уровня напряжения формируемого сигнала АЛСН на входе генератора 7 формирователя 3 сигнала АЛСН, настройка уровня напряжения формируемого сигнала АЛС-ЕН на входе генератора 8 формирователя 4 сигнала АЛС-ЕН (175 Гц), настройка уровня напряжения формируемого сигнала АЛС-ЕН на входе генератора 9 формирователя сигнала АЛС-ЕН (275 Гц), настройка частоты сигнала АЛСН на входе полосового фильтра 22 блока 19 обработки сигнала АЛСН, настройка уровней порога тока сигналов АЛСН, АЛС-ЕН (175 Гц) и АЛС-ЕН (275 Гц) на управляющих входах пороговых элементов 28, 29 и 30 блоков обработки сигнала АЛСН, сигнала АЛС-ЕН (175 Гц) и сигнала АЛС-ЕН (275 Гц), осуществляется обработчиком 31 управляющих команд, которые поступают от модуля управления через CAN шину при включении устройства. Сигналы с выходов генераторов 6, 7, 8 и 9 поступают на первые входы соответствующих кодеров 10, 11, 12 и 13, где происходит кодирование (модулирование) сигналов в зависимости от управления кодами сигналов КРЛ, АЛСН, АЛС-ЕН (175 Гц) и АЛС-ЕН (275 Гц), получаемого обработчиком 31 управляющих команд от модуля управления в цикле около 500 мсек через CAN шину, что обеспечивает оперативное управление кодом и позволяет изменять коды в зависимости от поездной или станционной ситуации. Сигнал с выхода кодера 10 формирователя 2 сигналов КРЛ поступают на вход сумматора 14, а сигналы с выходов кодеров 11, 12 и 13 формирователей сигналов АЛСН, АЛС-ЕН (175 Гц) и АЛС-ЕН (275 Гц) поступают на полосовые фильтры 33, 34 и 35, ограничивающие спектр сигналов и обеспечивающие снижение помехоэмиссии каналов АЛС, и далее поступают на сумматор 14, где происходит арифметическое суммирование мгновенных отсчетов сигналов КРЛ, АЛСН, АЛС-ЕН (175 Гц) и АЛС-ЕН (275 Гц). Сигнал с выхода сумматора 14 поступает в цифроаналоговый преобразователь 15 (ЦАП), обеспечивающий преобразование цифровых отсчетов комплексного сигнала в аналоговый сигнал. Комплексный сигнал далее поступает на вход усилителя 16 мощности и далее в рельсовую цепь (на чертеже не показана). Сигнал, пропорциональный выходному току усилителя 16 (с датчика выходного тока), поступает на вход полосового фильтра 17, обеспечивающего фильтрацию в рабочей полосе частот всех каналов АЛС и КРЛ, и далее поступает на вход аналого-цифрового преобразователя 18 (АЦП). Оцифрованный сигнал с выхода АЦП поступает на входы полосовых (канальных) фильтров 22, 23 и 24, причем настройка полосы пропускания полосового (канального) фильтра 22 блока 19 обработки сигнала АЛСН осуществляется обработчиком 31 управляющих команд при включении питания. Сигнал с выходов фильтров 22, 23 и 24 поступают в измерительные каналы 25, 26 и 27 (выполненные по известной функциональной схеме, включающей в себя преобразователь двухполярного сигнала, амплитудный детектор и вычислитель среднего значения), которые осуществляют вычисление среднего уровня тока сигналов АЛСН, АЛС-ЕН (175 Гц) и АЛС-ЕН (275 Гц). Вычисленные значения поступают на входы пороговых элементов 28, 29 и 30, где происходит сравнение с заданными (установлнными) значениями порогов. Выходные сигналы пороговых элементов 28, 29 и 30 поступают на управляющие входы соответствующих генераторов 7, 8 и 9 формирователей сигналов АЛСН, АЛС-ЕН (175 Гц) и АЛС-ЕН (275 Гц) обеспечивая стабилизацию величины тока сигналов АЛСН, АЛС-ЕН (175 Гц) и АЛС-ЕН (275 Гц), тем самым снижается вероятность искажений кодовых посылок этих сигналов на границах рельсовых цепей.