Добавлен: 11.01.2024
Просмотров: 117
Скачиваний: 2
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
Устройство и работа ячейки подключения
Ячейка подключения предназначена для:
-
преобразования внешних для УЦО входных сигналов в сигналы с параметрами, требующимися для логической обработки; -
формирования необходимых параметров выходных сигналов и обеспечения возможности их отключения; -
гальванической развязки внешних цепей от внутренних сигналов УЦО; -
минимизации аппаратных затрат для приема сигналов;
Ячейка подключения (ЯП) состоит из следующих функциональных узлов:
-
формирователь входных сигналов матричный; -
формирователь сигналов АЛСН; -
формирователь сигналов АЛС-ЕН; -
формирователь сигналов от датчиков пути и скорости (ДПС); -
формирователь сигналов последовательных интерфейсов; -
формирователь выходных сигналов; -
формирователь кода несущей частоты АЛСН и сигнала «Сброс» для блока входных устройств (БВУ); -
формирователь сигналов контроля АЛСН и АЛС-ЕН.
Формирователь входных сигналов матричный минимизирует аппаратные затраты на прием сигналов, обеспечивая гальваническую развязку внешних цепей от внутренних сигналов УЦО и преобразуя внешние входные сигналы в сигналы с параметрами, требующимися для логической обработки. Всего в матрице 9 входных сигналов от внешних цепей уровня 50В: «KEYRBS», «KEYRB», «KEYWK», «KEYRMP», «KEYOK», «KEYKI», «CНЕРК».
Матричный формирователь сигналов для одного канала обработки состоит из девяти функциональных узлов, выполненных по одинаковой схеме. Все узлы матричного формирователя разбиты на три группы по три узла в каждой. Унитарный код, поступающий на входы ячейки подключения «1.», «2.», «3.», активизирует одну из групп. При этом на выходе «.2», «.3», «.4», идущие на ячейку контроллера, поступают логические значения соответствующих сигналов узлов. Аналогично опрашиваются данные для второго канала обработки. Унитарный код поступает на входы «1.», «2.», «3.». Логические значения соответствующих сигналов узлов поступают на выходы - «2.», «3.», «4.»
Рассмотрим работу одного узла матричного формирователя построенного на резисторах R3, R12, стабилитроне VD3, оптопаре DA5, диоде VD9. Выходным сигналом узла «.2» является напряжение на коллекторе фототранзистора оптопары DA5, подключенного через резистор к источнику питания с номинальным напряжением + 12В. При наличии на входе «1.» сигнала логической «1» оптопара DА5 закрыта независимо от уровня входного сигнала «RBS». Уровень выходного сигнала узла при этом - + 12 В. При наличии на входе «1.» сигнала логической «1» оптопара DA5 закрыта независимо от уровня входного сигнала «RBS». Уровень выходного сигнала узла при этом - + 12 В. При наличии на входе «1.» логического «0» - оптопара DA5 открыта при уровне 50 В. сигнала «RBS» и закрыта при уровне 0 В. сигнала «RBS».
Уровень выходного сигнала узла «.2» при этом может меняться от 0 В до +12 В. Стабилитрон VD3 служит для замыкания входной цепи RBS и обеспечения работы оптопары DA5. Диод VD9 служит для защиты фототранзистора оптопары DA5 от обратного напряжения минус 12 В.
Для реализации возможностей программного тестирования входа KEYSON с целью проверки исправности выходной цепи матричного формирователя используется схема, собранная на твердотельном реле DA28.
Формирователь сигналов АЛСН формирует выходные сигналы «ALSN» и «ALSN2» для двух каналов обработки. Уровень выходных сигналов «ALSN» и «ALSN2» меняется от 0 до +12 В при изменении уровня входного сигнала
«-ALSN» от 0 до +12 В.
Оптопары DA1 и DA2 служат для гальванической развязки между входными и выходными сигналами. Стабилитроны VD1 и VD2 служат для обеспечения работы одной из оптопар DA1, DA2 при обрыве светодиода в другой.
Формирователь сигнала АЛС-ЕН работает аналогично формирователю сигнала АЛСН. Уровень выходного сигнала «NKSMS» меняется от 0 до +5 В при изменении уровня входного сигнала «+ENK» от +12 В до 0 В. Оптопара DA13 служит для гальванической развязки между входными и выходными цепями и обеспечения требуемых параметров выходного сигнала «NKSMS».
Формирователь сигналов от двух датчиков пути и скорости служит для преобразования входных сигналов «+DPS1» и «+DPS2» уровня +50 В в выходные сигналы «+DPS1» и «+DPS2» + 5 В. Формирователи собраны по одинаковым схемам. Оптопары DA34 и DA35 служат для гальванической развязки между входными и выходными цепями и обеспечения требуемых параметров выходных сигналов. Диоды VD42 и VD43 служат для ограничения обратного напряжения на светодиодах оптопар DA34, DA35.
Формирователь сигналов последовательных интерфейсов состоит из следующих функциональных узлов:
-
узла, обеспечивающего преобразование и мультиплицирование сигнала «TxD» в три сигнала «ISO1», «ISO2», «ISO3»; -
узла, обеспечивающего преобразование и демультиплицирование сигналов «ISO1+», «ISO2+», «ISO3+» в сигнал «RxD»;
3) узла, формирующего сигналы «SET1-», «SET2-», «SET3-», которые служат для подготовки внешних устройств к приему сигналов «ISO1-», «ISO2-» «ISO3».
Узел 1 работает следующим образом:
микросхема DD2 мультиплицирует сигнал «TxD» уровня 5В в три сигнала уровня 5 В. Эти сигналы поступают на микросхему DD3, которая инвертирует входные сигналы и обеспечивает необходимый ток нулевого выходного сигнала. Проинвертированные выходные сигналы поступают на входы оптопар DA46, DA48, DA50 по цепям ISO1, ISO2, ISO3. Выходные сигналы оптопар поступают на базовые цепи транзисторов VT4, VT6, VT8, регулирующих ток в цепях ISO1-, ISO2-, ISО3-. Прекращение передачи данных по каналам ISO1-, ISO2-, ISО3- происходит при выключении микросхемы DD3. Включением и выключением микросхемы DD3 управляет сигнал на входе «OFFISO» ячейки ЯП. Для преобразования сигнала «OFFISO» в уровни напряжения, требуемые для включения или выключения микросхемы DD3 служит схема, собранная на резисторах R95, R96, диоде VD52, транзисторах DA4.3, DA4.4.
Узел 2 работает следующим образом.
Токовые сигналы величиной +(15 – 25) мА поступают на входные цепи ISI1+, ISI2+, ISI3+, выполненные по идентичным схемам. Установленные в этих цепях стабилитроны VD39…VD41, служат для ограничения уровня входного сигнала до +3,3 В. Оптопары DA31…DA33 служат для обеспечения гальванической развязки и формирования выходных сигналов величиной +5 В. Выходные сигналы оптопар DA31…DA33 демультиплицируются микросхемой DD2 в сигнал «RxD», поступающий на выход ЯП.
Узел 3 состоит из трех каскадов, выполненных по одинаковым схемам.
На входы соответствующих каскадов поступают сигналы «SET1», «SET2», «SET3», амплитуда которых меняется от 0 В до +5 В. Эти сигналы управляют работой оптопар DA47, DA49, DA51, которые осуществляют гальваническую развязку между входными и выходными цепями и формируют параметры сигналов, поступающие в базовые цепи транзисторов VT5, VT7, VT9. Транзисторы VT5, VT7, VT9 регулируют ток во внешних цепях SET1-, SET2-, SET3-.
Формирователи выходных сигналов служат для передачи пяти сигналов величиной +50 В, «CLK», «CLKZH», «CLZH», «CLB», «CLZ», к регистраторам локомотива и формирования одного резервного сигнала «CLRZR» уровня +50В. Уровни входных сигналов «OUT0», «OUT1»… «OUT5», меняются от 0 до +5 В. Формирователи сигналов «CLK», «CLKZH», «CLZH», «CLB», «CLZ», «CLRZR» собраны по идентичным схемам. Микросхема DD1 служит для инверсии входных сигналов и согласования входных цепей формирователей с источником входных сигналов «OUT0-OUT5». Оптоэлектронные реле DA39…DA45 служат для обеспечения гальванической развязки между входными и выходными цепями и формирования требуемых режимов работы регистраторов. Для обеспечения надежной работы формирователя сигнала CLB на нагрузку 200 Ом выходные реле DA42 и DA43 соединены параллельно. Варисторы RU1…RU4 защищают микросхемы DA39…DA45 от бросков питания бортовой сети.
-
Работа блока входных устройств
Блок входных устройств (БВУ3Б) предназначен для фильтрации, усиления и преобразования сигналов АЛС, передаваемых по рельсовой цепи в двух независимых информационных каналах с присвоенными частотами 175 Гц – канал АЛС-ЕН, и 25, 50, 75 Гц – канал АЛСН, и для формирования выходных сигналов, согласованных с последующими устройствами дискретной обработки информации. Блок состоит из двух отдельных электрически независимых ячеек П-АЛСН и П-АЛСЕН, жестко скрепленных между собой в единый конструктив. Функционально каждая ячейка содержит:
1) входной трансформатор
, согласующий вход тракта прима сигналов АЛС с локомотивными катушками КПУ-2;
2) полосовой активный фильтр на присвоенную частоту 175 Гц;
-
приемник сигналов АЛС.
Схемы входного трансформатора и фильтра каждой из ячеек идентичны.
Ячейка П-АЛСЕН содержит тракт приема и преобразования фазоманипулированных сигналов канала АЛС-ЕН в выходной сигнал с параметрами ТТЛ-логики, который выполнен по схеме прямого усиления с заданным порогом включения. Тракт состоит из согласующего трансформатора TV1, полосового активного фильтра на элементах А1…А7 и усилителя- ограничителя на элементах DA3…DA5, DD1, VT2, VT3.
Инвертирующий усилитель DA3 обеспечивает согласование канального фильтра по выходу и основное усиление сигнала АЛС-ЕН по переменному напряжению. Буферный инвертор DA2 развязывает вход фильтра с трансформатором TV1. Операционный усилитель DA5, включенный по схеме триггера Шмитта, обеспечивает формирование прямоугольных импульсов с заданной скважностью из синусоидального напряжения несущей. Операционный усилитель DA4 включен по схеме компаратора, порог срабатывания которого регулируется резисторами R28, R29 в соответствии с заданной чувствительностью. Выходным сигналом является постоянное напряжение положительной полярности, информирующее по цепи «UNES» о достижении несущей заданного уровня после прохождения через согласующий эмиттерный повторитель VT1 и обеспечивающее с задержкой включение транзисторов VT2, VT3 выхода приемника АЛС-ЕН. Задержка обеспечивается элементами DD1, R35, C23, VD4 и введена для устойчивого режима работы выхода приемника.
Ячейка П-АЛСН содержит тракт приема и преобразования амплитудно манипулированных сигналов АЛСН в выходной сигнал числового кода с параметрами ТТЛ-логики, который состоит из согласующего трансформатора TV1, полосового активного фильтра на элементах А1…А7 и усилителя-преобразователя на элементах DA2…DA5, VT1…VT4. Тракт выполнен по схеме супергетеродина с одним преобразованием, избирательность которого по соседнему каналу обеспечивается полосовым активным фильтром, а защищенность по зеркальному каналу – входными цепями тракта, включающими трансформатор TV, резисторы R1…R3, R9, R10, конденсаторы С4, С10, С17.
Смеситель выполнен по балансной схеме на сдвоенных аналоговых ключах DA2, управляемых в противофазе с выходом 1 и 2 триггера DD4.1 через согласующие инверторы микросхемы DA5 цифрового синтезатора частоты гетеродина. Напряжение промежуточной частоты подается на полосовой активный фильтр через один из резисторов R23…R26, служащих для подстройки чувствительности и подключаемых с помощью аналогового ключа DA3 в зависимости от выбранной частоты, 25, 50, 75 Гц, канала АЛСН.
Инвертирующий усилитель DA10 обеспечивает основное усиление сигнала АЛСН по переменному напряжению и является согласующим элементом между выходом фильтра промежуточной частоты и демодулятором, выполненым на элементах DA11…DA13, DA15, DD24, DD2.5, DD5.1…DD5.4. Повторитель сигнала DA6 развязывает вход фильтра с выходным сопротивле-нием ключей DA3. Демодулятор основного сигнала выполнен по схеме двухполупериодного выпрямителя DA11, DA12 и фильтрующего звена R101, C30 на выходе которого устанавливается напряжение положительной полярности от огибающей амплитудноманипулированного сигнала числового кода АЛСН.
Демодулятор опорного сигнала выполнен по схеме пикового детектора. Входной сигнал через инвертирующий детектор на элементах R86, R87, R91, R92, VD14, VD15, DA13 поступает на конденсатор С31, где устанавливается отрицательный потенциал, задающий «плавающий» порог срабатывания компаратора на операционном усилителе DA15. «Плавающий» порог, пропорциональный амплитуде трапецеидальных импульсов основного канала исключает недопустимые искажения длительности импульсов, формируемых компаратором DA15, в широком диапазоне изменения амплитуды входного сигнала. Разряд конденсатора С31 производится по цепи «RESA» от внешнего управляющего сигнала. Начальный порог срабатывания компаратора DA15, определяющий чувствительность приемника сигналов АЛСН, задается термокомпенсированной схемой на элементах DA7…DA9, DA14. Если уровень напряжения на конденсаторе С30 меньше напряжения на конденсаторе С31, то на выходе компаратора держится отрицательный потенциал, преобразующийся в нулевой уровень с помощью элементов R69, VD9. Если уровень напряжения на конденсаторе С30 больше уровня напряжения на конденсаторе С31, то на выходе компаратора устанавливается положительный потенциал, нормируемый микросхемой DD2.4, DD2.5. При этом на транзисторе VT4 формируется передний фронт выходных сигналов АЛСН. По окончании приема импульса сигнала АЛСН напряжения на выходе компаратора DA15 падает, при этом формируется задний фронт выходных сигналов АЛСН. Для исключения «Дребезга» на фронтах сигнала и блокировки ложных коротких импульсов и пауз, с длительностью менее 30 мс, применена схема блокировки.
-
Работа усилителя электропневматического клапана
Усилитель электропневматического клапана входит в состав блока внешних соединений БВС2М и предназначен для преобразования сигнала управления ЭПК из динамического слаботочного сигнала с частотой 44 кГц в сигнал постоянного тока для питания электромагнита ЭПК и других устройств локомотива.