Билет 2 2. Сеть дуплексной поездной радиосвязи. Основные достоинства сети, принципы выбора стационарной станции в процессе движения поезда

1.Функциональные генераторы; генераторы, управляющие напряжением.

Традиционные функциональные генераторы (FG или SFG) являлись аналоговыми приборами, основанными на управляемых напряжением аналоговых источниках треугольных колебаний. Различные виды сигналов могли быть получены изменением формы базового сигнала треугольной формы. Например, меандр получается путем подачи треугольного сигнала на компаратор-ограничитель, который переключается в заданной верхней точке треугольного сигнала в высокое состояние и в заданной нижней точке в низкое состояние, образуя таким образом прямоугольный сигнал. Другим примером является пропускание треугольного сигнала через диодную схему фильтрации для получения чистого синусоидального колебания. Хотя аналоговые генераторы могут выдавать все стандартные сигналы в полном диапазоне частот, они имеют свои ограничения. Одни из этих ограничений – малая разрешающая способность и большая погрешность.

Классическая структурная схема простейшего ФГ показана на рис. 1.1,а. Замкнутые в кольцо интегратор И, содержащий ОУ с частотно-задающей RC-цепь, и релейный элемент РЭ образуют автоколебательную систему, генерирующую двухполярные сигналы треугольной и прямоугольной формы. Из сигнала треуг.формы в преобразователе напряжения «треугольник-синус» Пр формируется сигнал синусоидальной формы. Если при включении ФГ выходное напряжение РЭ равно +U2, то на выходе интегратора по мере суммирования напряжения +U2 будет иметь место линейно-падающее напряжение, которое при достижении уровня –U1 переключает РЭ на уровень –U2 (рис. 1.1,г). Начиная с этого момента, на выходе интегратора наблюдается линейно-нарастающее напряжение, которое при достижении уровня +U1 переключает РЭ в первоначальное состояние (+U2). Далее процесс продолжается в той же последовательности. В результате на выходе И возникает сигнал треуг.формы, а на выходе РЭ – прямоугольной (рис. 1.1,б).

Сигнал синусоидальной формы U3 возникает на выходе Пр (рис.1.1,в).

При этом коэфф. деления напряжения Кд=R'/R1, где R’ – часть сопротивления R1, с которого сигнал РЭ подается на И.

Если петля гистерезиса РЭ симметрична относительно осей X и Y (рис. 1.1,б), т.е. если равны пороги срабатывания РЭ (+-U1)(плюс минус У1) и уровни его выходного сигнала (+-U2), то частота колебаний в рассматриваемом ФГ равна f=КдU2/4RиCиU1, где RиCи – постоянная времени интегратора (рис. 1.1,а).

Дискретное изменение частоты производится путем переключения элементов Rи и Cи интегратора, а плавное – с помощью потенциометра Rf.

Выходные сигналы ФГ обычно поступают на переключатель формы выходного сигнала, потенциометр регулировки амплитуды, выходной ОУ и на ступенчатый аттенюатор.

Генератор, управляемый напряжением (ГУН) — электронный генератор для управления частотой колебаний при помощи напряжения[1]. Частота колебаний зависит от подаваемого напряжения, причём ГУН может быть запитан от модулированных сигналов, что позволяет осуществить фазовую или частотную модуляцию; для ГУН с цифровым выходом возможно модулировать частоту следования импульсов или реализовать широтно-импульсную модуляцию (ШИМ).

ГУНы можно разделить на два типа в зависимости от выходного сигнала:

- Гармонические осцилляторы;

- Релаксационные генераторы.

Гармонические осцилляторы генерируют сигнал синусоидальной формы. В их состав входят усилитель и резонансный контур. Колебания происходят на частоте настройки, где положительное усиление возникает вокруг петли.

Релаксационные генераторы могут генерировать сигналы пилообразной или треугольной формы. Они нередко используются в монолитных интегральных схемах (ИС), и могут обеспечить широкий диапазон частот

Простая схема генератора, постренная на двух операционных усилителях. Если R1<<R2, то частота Ua достаточно точно пропорциональна Ue.

2. Сеть дуплексной поездной радиосвязи. Основные достоинства сети, принципы выбора стационарной станции в процессе движения поезда.

Дуплексная поездная радиосвязь стала внедряться на железных дорогах страны в связи с увеличением скоростей движения и длиной грузовых составов. Сеть дуплексной ПРС строится также по радиопроводному принципу, но с использованием одновременно прямого и обратного каналов. При этом канал диспетчерской связи является четырехпроводным, а в радиоканале выделяется две частоты.

Перешли в значительно более высокий диапазон частот. В восточных районах страны этот диапазон 330 МГц, а в западных – 460 МГц. Как известно, простой переход в высокочастотный диапазон обеспечивает значительное увеличение соотношения Uс/Uп, так как основной помехой является индустриальная, которая уменьшается с ростом частоты. Наличие устройств автовыбора в стационарных радиостанциях РС-1м и в возимых РВ-1м дополнительно улучшают отношение Uс/Uп.

Сеть дуплексной ПРС включает в себя стационарные радиостанции РС-1м, расположенные на промежуточных пунктах (промежуточных станциях) вдоль пути, возимые радиостанции РВ-1м, размещаемые на локомотивах и распорядительную станцию СР-1м, через которую диспетчеры (поездной, локомотивный и энергодиспетчер) выходят на связь с машинистами локомотивов. К стационарной радиостанции через свой пульт подключается дежурный по станции (ДСП).

Диспетчеры соответствующих служб получают доступ к распределительной станции (СР-1м), а через нее к стационарным радиостанциям РС-1м посредствам пультов управления с приоритетом поездного диспетчера (ДНЦ). Кроме группового циркулярного вызовов машинистов в системе ПРС-ДЛ обеспечивается возможность индивидуального избирательного вызова. При этом каждой локомотивной радиостанции присваивается индивидуальный номер (соответствующий номеру локомотива или номеру поезда).

Кроме телефонных переговоров система позволяет осуществлять обмен дискретной информацией. Создаётся индивидуальный канал вызова. Процедура вызова состоит в следующем. Поездной диспетчер номеронабирателем на пульте набирает номер нужного поезда. При этом прекращается трансляция в линию сигнала свободности канала (ССК), при этом на пультах всех радиостанций РС-1м и РВ-1м высвечивается надпись «занято», а на пульте ДНЦ – набранный номер поезда.

Для обеспечения непрерывности связи при переходе поезда из зоны действия одной стационарной радиостанции к другой передатчики всех РС-1м синхронно модулируются сигналом от РС-1м, называемом сигналом свободности канала (ССК).

Частотные каналы в возимой радиостанции автоматически перестраиваются блоком автоматического переключения. Решение о переключении выносится в результате сравнения отношения сигнал/помеха в тракте звуковой частоты с заданным пороговым значением. Эта операция совершается в анализирующем устройстве радиостанции РВ-1м. Последовательность переключения частот меняется на противоположную при изменении направления движения поезда. В обратном тракте передатчик частоту не меняет.

К линейному каналу всегда подключен приемник только одной (ближайшей к распределительной станции СР-1м) стационарной радиостанции РС-1м, в котором отношение сигнал/помеха превышает порог анализатора , равной . Для осуществления такого подключения возимая радиостанция РВ-1м излучает модулирующий контрольный сигнал (КС), который транслируется по линейному каналу и может быть выделен фильтром ФСК на каждый РС-1м и распорядительной станции СР-1м. Таким образом КС удаляется из речевого спектра. Наличие КС в линии от соседней СР-1м свидетельствует о том, что в ее приемнике отношение . Если в РС-1м, ближайшей к распорядительной станции СР-1м, также соблюдается условие , то эта РС-1м подключится к линейному каналу, разорвав в коммутационном оборудовании (КО) цепь приема от соседней РС-1м (более удаленной от СР-1м). Если , то КО отключит собственный приемник, замкнув через себя цепь приема соседней РС-1м.