Индуктивная связь с подвижными объектами.

На ж.д. транспорте для связи с подвижными объектами используется 3-и вида связи: радиосвязь, громкоговорящая связь, индуктивная связь, последняя занимает особое место среди этих видов связи, т.к. позволяет обеспечить локальную связь на ограниченном пространстве любой площади.

На ж.д. транспорте можно использовать следующие виды индуктивной связи: односторонняя и двухсторонняя. Односторонняя индуктивная связь применяется, когда осуществляется передача сообщений из командного пункта к исполнителям по каналам индуктивной связи.

В большинстве случаях применяется односторонняя индуктивная связь, т.к. позволяет упростить систему индуктивной связи и снизить её себестоимость.

Структурная схема односторонней индуктивной связи.

СУ – согласующее устройство;

Прд – стационарный передатчик;

ПрМ – носимый приёмник.

Для обеспечения режима бегущей волны шлейф нагружается на сопротивление нагрузки, равное волновому сопротивлению линии. Шлейф это 2-х проводная линия сраспределёнными параметрами.

Режим бегущей волны обеспечивается для того, чтобы обеспечить максимальную равномерность напряжённости магнитного поля внутри шлейфа.

В магнитном поле напряжение, наводимое в антенне, определяется:

W – число витков в антенне;

ω – круговая частота переменного тока в шлейфе;

μ_эф – эффективная магнитная проницаемость;

S – площадь одного витка антенной катушки;

H – напряжённость магнитного поля.

В индуктивной связи используется 2-а типа антенн: магнитная и рамочная. Магнитная антенна используется в носимых приёмниках. Рамочная антенна это 1 виток (на подвижных единицах применяется в приёмниках). Магнитная антенна это катушка на ферритовом сердечнике.

При прохождении переменного тока вдоль шлейфа, вокруг проводника возникает магнитное поле, которое имеет горизонтальную и вертикальную составляющие.

Расстояние между проводниками 20 м.

Структура шлейфа.

Для организации индуктивной связи могут быть использованы воздушные, наземные и подземные шлейфы. Воздушные шлейфы используются для организации индуктивной связи для внутрипроизводственных помещений (депо).

Для организации индуктивной связи на станциях используется наземные шлейфы, которые укладывается на шпалы вдоль рельс. Такой способ используется на некрупных станциях, а также для передачи сообщений на подвижных единицах.

Для крупных станций прокладывают подземные шлейфы, позволяющие обеспечивать связь внутри значительных площадей.

Глубина укладки подземных шлейфов составляет 0,4 ÷ 0,8 м.

Существует различные соединения шлейфов: 2-х проводная и многопроводная.

Для организации индуктивной связи используется диапазон частот: 20 ÷ 130 кГц.

Снизу этот диапазон ограничен частотами, лежащими в спектре звуковых частот, а верхний – ограничен частотами, лежащими в спектре радиочастот длинноволнового диапазона.

Уровень индустриальных помех достаточно высок, особенно, на электрифицированных участках железных дорог (чем ниже частота, тем выше уровень помех). Для борьбы с этими помехами в аппаратуре индуктивной связи используется помехозащищённые способы модуляции, а также осуществляется рациональный выбор мощности передатчика и чувствительности приёмника.

Аппаратура индуктивной связи «Шлеф-1».

Аппаратура «Шлейф-1» используется для организации 2-х сторонней станционной связи с подвижными объектами для передачи сообщений с командного пункта исполнителям, а также для сообщений машинистам маневровых и горочных локомотивов.

Структурная схема аппаратуры односторонней индуктивной связи «Шлеф-1».

СПРД – стойка передатчика;

СУ – согласующее устройство;

НП – носимый приёмник;

ПК – пульт коммутатора;

КП – переговорные колонки.

СПРД комплектуется 3-мя стационарными передатчиками, поэтому позволяет одновременно обеспечить индуктивную связь в 3-х районах.

В комплект аппаратуры «Шлеф-1» входит 30 НП, зарядное устройство и блок питания.

Аппаратура «Шлеф-1» работает в диапазоне от 30 до 90 кГц.

Структурная схема стационарного передатчика «Шлеф-1».

РУ –усилитель НЧ с регулируемым коэффициентом усиления;

М – модулятор;

ПФ-80 – полосовой фильтр с полосой пропускания 80 кГц;

У-25 – усилитель с регулируемой выходной мощностью от 3-х до 25 Вт (ступенчатая регулировка);

Д-95 – фильтр нижних частот с частотой среза 95 кГц.

В данном передатчике применяется частотная модуляция (ЧМ) для повышения помехозащищённости от воздействия импульсных помех, особенно на электрифицированных участках железной дороги.

Чтобы ширина полосы сигнала на выходе передатчика не зависела от уровня входного сигнала используется усилитель НЧ с регулируемым коэффициентом усиления. Этот усилитель сжимает динамический диапазон выходного сигнала при значительных изменениях уровня сигнала на его входе.

Фильтр Д-95 конструктивно выполнен на катушках индуктивности без сердечников, что позволяет повысить КПД этого фильтра (нет потерь на вихревые токи) и улучшить линейность его амплитудной характеристики.

Структурная схема приёмника «Шлеф-1».

П – преобразователь частоты;

ФПЧ – фильтр промежуточной частоты;

УПЧ – усилитель промежуточной частоты;

Д – детектор;

УНЧ – усилитель низкой частоты;

ШП – шумоподавитель.

Носимый приёмник собран по супергетеродинной схеме. ФПЧ настроен на частоту равную 110 кГц. Этот приёмник работает в режиме «дежурный приём» и «приём».

В режиме «дежурный приём» УНЧ отключён шумоподавителем. Это позволяет повысить экономичность приёмника по электропитания.