Приемные устройства рельсовых цепей тональной частоты

Путевой приемник (рис. 2.13) предназначен для приема амплитудно-модулированных сигналов и возбуждения путевого реле при свободном со-стоянии рельсовой цепи и напряжении сигнала на его входе выше опреде-ленного порогового значения. Приемники путевые типа ПП предназначены для эксплуатации в составе аппаратуры контроля рельсовых цепей с частота-ми в диапазоне от 420 до 780 Гц при любом виде тяги поездов. Приемники ус-танавливаются в розетки реле ДСШ на рамах релейных стативов и шкафов.

Путевой приемник ПП содержит следующие функциональные узлы:

– входной фильтр;

– демодулятор;

– амплитудный ограничитель;

– усилитель тока (первый буферный каскад) ;

– первый низкочастотный фильтр модулирующей частоты;

– второй буферный каскад;

– пороговое устройство;

– выходной усилитель;

– второй низкочастотный фильтр с выпрямителем;

– устройство индикации;

– вторичный источник электропитания.

В зависимости от значений несущей и модулирующей частот настройки приемники ПП имеют десять типов исполнения. Рассмотрим типы путевых приемников, значения номинальных частот, затухания входных фильтров на частотах соседних каналов и выходные выводы для подключения основных реле типа АНШ2-1230 (табл.2.3).

Входной фильтр служит для выделения несущей и боковых частот ам-плитудно-манипулированных сигналов, а также для подавления частот со-седних каналов, сигналов АЛС и гармоник тягового тока. Он состоит из двух пар связанных контуров и следующих элементов: TV1, C1, TV2, C2 и TV3, C3, TV4, C4. Связь между этими парами контуров осуществляется через транзи-стор VT1. Это исключает их взаимное влияние друг на друга, и в этом случае общие параметры фильтра определяются как произведение соответствую-щих параметров обеих пар связных контуров. Связь между контурами в обе-их связанных системах выбрана выше критической и обеспечивает заданную ширину полосы пропускания и необходимое затухание сигналов, частоты ко-торых лежат вне полосы пропускания фильтра.

Полоса пропускания входного фильтра – не менее 24 Гц. Его затухание по соседнему каналу (для фильтра с резонансной частотой 420 Гц измеряют на частоте 480 Гц, и наоборот) – не менее 38 дБ.

Таблица 2.3

Основные характеристики путевых приемников типа ПП

Входное сопротивление фильтра (выводы 11 и 43) находится в пределах 120–160 Ом и измеряется на средней частоте полосы пропускания фильтра. Средняя частота полосы пропускания находится в пределах : fн ± 2 Гц, где fн – номинальное значение несущих частот (420, 480, 580, 720 и 780 Гц).

Защита элементов фильтра от перенапряжений вследствие грозовых разрядов или влияния тягового тока обеспечивается стабилитрона-

ми VD1, VD2.

Каскад на транзисторе VT1 собран по схеме с общим эмиттером и имеет сильную отрицательную обратную связь за счет резисторов R2 и R34. Рези-стор R34 является подстроечным, им регулируют чувствительность приемни-ка. Нормальное значение чувствительности приемника по напряжению моду-лированного сигнала на входе 11 – 43 составляет 0,35 ± 0,03 В.

Демодулятор собран по схеме усилителя с общим эмиттером на тран-зисторе VT2. С его нагрузки R4, C5, включенной в коллекторную цепь, сни-мается низкочастотный сигнал с частотой модуляции 8 или 12 Гц. Величина этого сигнала, а также чувствительность приемника регулируются резисто-ром R34. Выделенный низкочастотный сигнал с демодулятора поступает на вход амплитудного ограничителя через разделительный конденсатор С6.

Амплитудный ограничитель выполнен на транзистореVT3и пред-ставляет собой усилитель, включенный по схеме с общим эмиттером. Он служит для ограничения амплитуды низкочастотного сигнала и защищает тем самым от перегрузки последующие каскады. Сигнал амплитудного ограничи-теля поступает на вход усилителя тока на транзисторе VT4.

Усилитель тока собран по схеме с общим коллектором и служит дляусиления низкочастотного сигнала по току. Нагрузкой усилителя является низкочастотный промежуточный фильтр.

Низкочастотный промежуточный фильтр представляет собой после-

довательный резонансный LC-контур, настроенный на собственную частоту модуляции. Он содержит конденсаторы С7, С8 и индуктивность трансформато-ра TV5. Добротность контура, настроенного на соответствующую частоту моду-ляции 8 или 12 Гц, равна примерно шести. Если расположить его перед порого-вым элементом с высоким коэффициентом возврата (не менее 0,9), то такой добротности вполне достаточно, чтобы обеспечить снижение сигнала на входе триггера ниже порога его срабатывания при поступлении на вход приемника сигнала с частотой модуляции, не соответствующей частоте настройки фильт-ра TV5, С7, С8. Для любых напряжений сигнала на входе путевого приемника такое надежное разделение частот модуляции возможно только при наличии ограничителя. В этом случае напряжение сигнала на входе первого фильтра частоты модуляции может превышать напряжение, соответствующее чувстви-тельности приемника, только в 1,5…2 раза, что по условию избирательности вполне допустимо.

Выделенный фильтром низкочастотный сигнал через буферный каскад, выполненный на транзисторах VT5, VT6, собранный по схеме с общим кол-лектором, поступает на вход порогового устройства.

Пороговое устройство представляет собой симметричный триггер свысоким коэффициентом возврата на транзисторах VT7 и VT8. Фактический коэффициент возврата триггера близок к единице. Для обеспечения устойчи-вой работы приемника, когда напряжение входного сигнала близко к его чув-ствительности, коэффициент возврата приемника несколько уменьшен ( при-мерно 0,95) за счет слабой обратной связи между транзисторами VT7 и VT2 через резистор R16. Расчетный коэффициент возврата приемника принят, равным 0,8.

При необходимости фактический коэффициент возврата приемника мо-жет быть уменьшен соединением через фронтовой контакт путевого реле (ПО) выводов 62–21 путевого приемника. При таком включении после возбу-ждения реле ПО резистор R3 подключается параллельно резистору R2, что увеличивает фактическую чувствительность приемника , а это, в свою оче-редь, требует большего снижения напряжения на входе ПП для обесточива-ния путевого реле.

Если на входе путевого приемника ПП присутствует частотно-модулированный сигнал, по уровню равный или больше порога чувствительно-сти приемника (0,35 В), то симметричный триггер (пороговый элемент) форми-рует сигналы прямоугольной формы, с частотой модуляции 8 или 12 Гц.

Выход порогового устройства соединен с входом выходного усилителя, ко-торый представляет собой двухкаскадный двухтактный усилитель мощности.

Выходной усилитель служит для усиления сформированного порого-вым устройством прямоугольного сигнала частоты модуляции. Усилитель со-бран на транзисторах VT9-VT12, работающих в ключевом режиме. К выходу усилителя подключен низкочастотный выходной фильтр с выпрямителем, ко-торый представляет собой последовательный LC-контур, выполненный на конденсаторах С9, С10 и индуктивности трансформатора TV6. К его вторич-ной обмотке подключен выпрямительный мост VD5. Фильтр настроен в резо-нанс на собственную частоту модуляции. Во вторую диагональ выпрями-тельного моста включена нагрузка – обмотка основного путевого реле ПО.

В путевом приемнике типа ПП предусмотрена также возможность под-ключения дополнительного путевого реле (ПД) к выходным клеммам 23–61. Подключение осуществляется через блок выпрямителей типа БВС-4. Для ис-ключения неправильной работы путевого реле при ошибочной установке при-емника одного типа вместо другого эти приемники имеют разные выводы для подключения реле. При общем выводе 31 выводы 33,13, 52, 51 и 83 служат для подключения реле у приемников с несущими частотами 420, 480, 720, 780 и 580 Гц соответственно.

Устройство индикации с помощью светодиодовVD11, VD12обеспечи-вает световую индикацию состояния приемника. Поочередное мигание све-

тодиодов (с частотой модуляции) указывает на то, что на выходе приемника присутствует напряжение сигнала, равное или выше порога чувствительно-сти и все его тракты до второго фильтра модуляции работают нормально.

Ровное свечение одного из диодов и потухание другого свидетельствует о занятости рельсовой цепи или о повреждении приемника.

Вторичный источник электропитания представляет собой однопо-

лупериодный выпрямитель переменного тока, выполненный на диодах VD9 и VD10, выравнивающих резисторах R32, R33, а также конденсаторах С11 и С12 соответственно. Выпрямленное напряжение поступает на стабилитроны VD6–VD8 через балластные резисторы R29–R31 в целях получения стабили-зированных напряжений питания +6, –6, +12 В. Нестабилизированное (двух-полярное) напряжение ±18 В, снимаемое с конденсаторов С11, С12 и сред-ней точки (обшая точка соединения конденсаторов), служит для питания выходного усилителя.

Общая мощность, потребляемая путевым приемником от сети питания частотой 50 Гц, не превышает 5,0 В⋅А.