Генераторы, шифраторы, дешифраторы диспетчерской централизации (стр. 1 из 3)

ГЕНЕРАТОРЫ, ШИФРАТОРЫ И ДЕШИФРАТОРЫ ИМПУЛЬСНЫХ ПРИЗНАКОВ

1. Общие сведения

ГЕНЕРАТОРЫ ИМПУЛЬСНЫХ ПРИЗНАКОВ

Для выработки сигнальных импульсов в соответствии с передаваемым сообщением используются генераторы импульсных признаков (модуляторы).

Схемы таких генераторов классифицируют по модулируемому импульсному признаку, т.е. различают генераторы частоты, фазы, амплитуды, длительности, полярности и т.д. В частности, для выработки широко используемых частотных признаков служат генераторы частоты, выполняемые по структуре блокинг-генераторов.

В отличие от рассмотренных тактовых генераторов такие схемы содержат дополнительные элементы, предназначенные для изменения частоты генерации, для согласования генератора с каналом связи, для включения его в работу.

Задающий каскад двухчастотного генератора из системы ДЦ «Нева», используемого для модуляции сигналов ТС (рис. 1), выполнен на транзисторе VT1, транзистор VT2 служит для включения генератора, транзистор VT3 обеспечивает переключение генератора с одной частоты на другую, выходной сигнал формируется каскадом на транзисторе VT4.

Рис. 1. Схема двухчастотного генератора импульсных признаков

При наличии потенциала сигнала 0 на входе Вх1 транзистор VT2 открыт, диоды VD2 и VD3 смещены его коллекторным током

в прямом направлении и тем самым обмотка Wi нагружена на малое сопротивление открытых диодов. В этих условиях незатухающие колебания в контуре w1—С1 возникнуть не могут, и генератор не работает.

Сигнал 1, поданный на вход Bxl, включает генератор, так как VT2 закрывается и исчезает шунтирующее действие на контур диодов VD2 и VD3. Это приводит к возбуждению блокинг-генератора и появлению частоты в канале связи.

Значение частоты, вырабатываемой генератором, зависит от состояния транзистора VT3.

Если он закрыт, то выходной транзистор VT4 управляется частотой, определяемой основным контуром w1—Cl.

При подаче на вход Вх2 потенциала сигнала 1 транзистор VT3 открывается и происходит подключение дополнительного контура W3—С2, что приводит к уменьшению частоты, вырабатываемой генератором. В закрытом состоянии транзистора VT3 сопротивление диода VD1 велико и обмотка w не нагружена. При смещении VD1 коллекторным током VT3 обмотка w2 нагружена на конденсатор С2. С этого момента период колебаний блокинг-генератора определяется суммарным значением емкостей и индуктивностей основного контура {wi—01} и дополнительного (ws—С2).

Напряжение, снимаемое с выходной обмотки w6, управляет выходным транзистором VT4 через полосовой фильтр ПФ на элементах L1, СЗ, С4, L2, С6, исключающий помехи в линии связи во время переходных процессов в генераторе при переключениях.

В отличие от схемы двухчастотного генератора в коллекторную цепь транзистора VT1 четырехчастотного генератора, используемого в системе ДЦ «Нева» для организации сигналов ТУ (рис. 2), включены два колебательных контура (wi—СЗ и mi—С5) на основе трансформаторов Т1 и Т2. В свою очередь каждый из контуров может быть перестроен с основной частоты на другую за счет подключения соответствующего дополнительного конденсатора или С6.

С4

Рис. 2 Схема четырехчастотного генератора

Нормально на внешних входах генератора (Bxl—ВхЗ) присутствует потенциал «О» и обмотка Wg трансформатора Т2 шунтирована через открытые диоды VD4 и VD5. Это означает, что в рабочем состоянии находится только контур Wi—СЗ, он и определяет частоту, вырабатываемую генератором.

Подача сигнала 1 на вход Вх2 приводит к выключению работающего контура и включению контура Wi—С5. Соответственно потенциал «I» на входе Вх1 или ВхЗ приводит к подключению дополнительного конденсатора С4 или С6 к контуру и вызывает понижение вырабатываемой частоты.

В остальном различия в схемах двух- и четырехчастотных генераторов несущественны.

Сложность генераторов импульсных признаков существенно зависит от модулируемых признаков. Например, полярные импульсные признаки часто используют в системах телемеханики из-за простоты реализации и высокой помехоустойчивости.

Нормально на вход Вх2 генератора полярных признаков в системе СКЦ (рис. 3) подан потенциал «О» и в линии сигнал отсутствует. Управление генератором при передаче сигналов производится по обоим входам. Если понизить потенциал только на входе Вх2, то в линию будет послан импульс с трансформатора Т2 (пассивное качество). Одновременное понижение потенциалов на входах Вх1 и Вх2 приводит к открытию транзисторов VT15, VT16, и соответственно посылке импульса, определяемого трансформатором Т1 (активное качество).

Рис.3. Схема генератора полярных импульсов

Вторичные обмотки Т1 и Т2 включены в линию таким образом, что каждая из них образует в линии сигнальный ток противоположного направления (полярности). Максимальная длительность импульса зависит от времени перемагничивания импульсного трансформатора.

Примером наиболее сложного генератора импульсных признаком может служить схема, используемая в ДЦ системы «Луч» для образования импульсов с относительной фазовой модуляцией.

В этой системе для передачи сигналов 0 и 1 используются три значения фазы импульсов (рд, <рв и (рс, различающиеся на 120°.

Сигнальное значение имеет не сама фаза текущего импульса, а ее значение относительно предыдущего. Так, сигналам 1 соответствуют переходы фазы в направлении фд—"фв— (рс фа, а сигналам 0 — обратные переходы (рд—*-(рс—"(рв^фа.

Основу модулятора (рис. 4.) составляют три триггера, предназначенные для запоминания фазы переданного импульса. Из восьми возможных состояний этих триггеров используемыми (разрешенными) являются только три (фаза А—000, фаза В—110, фаза С—101) и они дешифрируются тремя элементами И-НЕ, обозначенными соответственно А, В и С. При случайных переходах тригггеров в запрещенные комбинации происходит их автоматическая установка в состояние 000 с помощью специальной схемы, контролирующей появление на выходах дешифратора состояния . В любой разрешенной комбинации сигнал 1, имеющийся на выходе одного из инвертирующих элементов А, В и С, будет периодически совпадать со значениями сигнала на одном из выходов А, В и С разделителя фаз. Последний непрерывно вырабатывает под воздействием тактовых сигналов три последовательности прямоугольных импульсов с относительным сдвигом фаз на 120°.

Таким образом, при стабильном состоянии триггеров А, В и С в канал связи поступает одна из последовательностей импульсов разделителя фаз, не имеющая сигнального значения.

Для посылки сигнала 1 или 0 необходимо изменить фазу очередного импульса относительно текущего на 120° в одном или другом направлении. Подготовку и осуществление таких переходов производит специальная схема на входах триггеров А, В и С. Эта схема содержит шесть элементов И-НЕ подготовки перехода (переход из одной фазы в другую, осуществляемый данным элементом, соответствует обозначениям на его входе и выходе), а также три исполнительных элемента И-НЕ, определяющих момент переключения триггеров при посылке импульсов сигналов телеуправления (ТУ) или цикловой синхронизации (ЦС).

Каждый элемент подготовки удерживает свой триггер в исходном состоянии в момент смены состояний двух других триггеров. Ситуация определяется сигналом 1 на входе подготовки (передача единицы или нуля) и состоянием триггеров после предыдущего импульса (сигнал 1 на входе А, В или С элемента подготовки). На выходе элемента подготовки, выбранного таким образом, будет сигнал 0 и соответствующий триггер не сможет переключиться при подаче управляющего сигнала от исполнительных элементов.

Рис. 4. Схема модулятора при относительной фазовой модуляции

Нормально на входах исполнительных элементов присутствует сигнал 1, а на выходах—0. Перед посылкой очередного импульса сигнала ТУ или ЦС происходит смена сигнала 1 на 0. Время, в течение которого сохраняется это состояние, является периодом подготовки триггеров к переключению. Само переключение происходит с возвратом исполнительных элементов в исходное состояние. Переключаются те два триггера, у которых на входы С с выходов элементов подготовки не был подан сигнал 0.

Элементы подготовки управляются цепями шифратора, а управление исполнительными элементами осуществляется со стороны узла, контролирующего длительность посылок (узел включения передачи).

Число модуляторов всегда соответствует числу одновременно используемых неперекрывающихся импульсных признаков. Каждый модулятор рассчитан на одну, две или более градаций последовательно используемых признаков.

Любой модулятор посылает в канал связи импульс с признаком, соответствующим передаваемому двоичному сообщению, т. е. вырабатывает одноэлементный сигнал (при распределительной селекции" и частотном разделении) или элемент многоразрядного сигнала.

ШИФРАТОРЫ

В системах телемеханики по способу преобразований исходных данных можно выделить два вида шифраторов: шифраторы импульсных признаков (ШФИП) и шифраторы комбинаций (ШФК).

Шифраторы импульсных признаков. Преобразование множества двоичных сообщений п в тождественное ему множество сигналов, соответствующих содержанию регистра сообщений, осуществляют шифраторы импульсных признаков. По сути, ШФИП составляют кодер канала. В зависимости от типа системы эти п разрядов регистров кода могут содержать независимые сообщения или элементы сложного сообщения. Опрос разрядов может происходить одновременно (рис. 4.27,а) или последовательно во времени (рис. 4.27,6).