DE1455410C3

DE1455410C3 - Circuit arrangement for controlling warning systems at level crossings by a train

Info

Publication number: DE1455410C3
Application number: DE19641455410
Authority: DE
Inventors: Carroll M. Los Altos; Krout ArIo C San Carlos; Calif. Steele (V.StA.)
Original assignee: Southern Pacific Transportation Co
Current assignee: Southern Pacific Transportation Co
Priority date: 1963-09-30
Filing date: 1964-03-19
Publication date: 1976-11-18

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Schaltungsanordnung zum Steuern von Warnanlagen an schienengleichen Wegübergängen durch einen Zug, wobei Informationen von den Eisenbahnschienen zur Voraussage der Zeit, welche ein Zug bis zum Erreichen einer bestimmten Stelle braucht, abgeleitet werden, insbesondere für zuggesteuerte Bahnübergangssicherungsanlagen mit Warnzeitangleichung, mit einem Wechselstromerzeuger, der über einen Leistungsverstärker und einen Widerstand an der bestimmten Stelle mit den Schienen verbunden ist und einen Wechselstrom konstanter Stärke in die Schienen einspeist.The invention relates to a circuit arrangement for controlling warning systems on the same rails Path crossings by a train, taking information from the railroad tracks to predict the Time that a train needs to reach a certain point can be derived, in particular for train-controlled level crossing safety systems with warning time adjustment, with an alternator, which has a power amplifier and a resistor at the specific point with the rails is connected and feeds an alternating current of constant strength into the rails.

Aus der GB-PS 9 23 089 ist eine Schaltungsanordnung dieser Art bekannt, die auch eine Maßnahme enthält, um defekte Schienenverbindungen festzustellen und dabei die Warnbetätigungsvorrichtung auszulösen. Die Maßnahme zeichnet sich im wesentlichen dadurch aus, daß jeder Gleisabschnitt eine zusätzliche Einrichtung umfaßt, welche eine Bezugsspannung erzeugt, wenn sich kein Zug auf dem Gleisabschnitt befindet. In dieser Einrichtung ist eine Bezugsspannungsquelle vorgesehen, deren Amplitude im wesentlichen gleich derjenigen ist, die bei Abwesenheit eines Zuges in dem Gleisabschnitt vorhanden ist. Bei der bekannten Einrichtung ist an der Stelle, an der der Wechselstrom konstanter Stärke eingespeist wird, ein Bandpaßverstärker angeschlossen, dessen Ausgang über einen Gleichrichter mit einer Siebschaltung verbunden ist. Ferner umfaßt die bekannte Einrichtung eine Differenziereinrichtung zum Erzeugen einer geschwindigkeitsabhängigen Spannung sowie eine nachgeschaltete Rechenschaltung, weiche aus der ortsabhängigen Spannung und der geschwindigkeitsabhängigen Spannung eine weitere Spannung bildet, die ein Maß der Zeit bildet, welche der Zug bis zum Eintreffen an der bestimmten Stelle (Anrückzeit) benötigt. Es ist ein Amplituden-Diskriminator vorgesehen, dem beide Spannungen zugeführt werden'und.der so ausgebildet ist, daß ein Ausgangssignal erzeugt wird, wenn sich kein Zug in dem Gleisabschnitt befindet und wenn die dem Ausgangssignal entsprechende Spannung größer ist als die dem Verbindungsfehler entsprechende Bezugsspannung. Eine Warneinrichtung ist an den Ausgang des Amplitudendiskriminators angeschaltet, die auch bei defekten, d. h. unterbrochenen Schienenverbindungen ein Warnsignal abgibt. Als nachteilig bei dieser bekannten Schaltungsanordnung erweist sich, daß mit dem Wirkanteil des Scheinwiderstandes des Kreises gearbeitet wird, wodurch die Möglichkeit besteht, daß durch schlechte oder zunehmend sich verschlechternde Schienenverbindungen die Warnanlage nicht beeinflußt wird.From GB-PS 9 23 089 a circuit arrangement of this type is known, which also a measure contains to detect defective rail connections and thereby trigger the warning actuator. The measure is essentially characterized by the fact that each track section has an additional device which generates a reference voltage when there is no train on the track section. In this device is provided with a reference voltage source whose amplitude is essentially the same is that which is present in the absence of a train in the track section. With the well-known The device is at the point at which the alternating current of constant strength is fed in, a band-pass amplifier connected, the output of which is connected to a filter circuit via a rectifier. The known device further comprises a differentiating device for generating a speed-dependent one Voltage as well as a downstream computing circuit, soft from the location-dependent Voltage and the speed-dependent voltage forms a further voltage, which is a measure of time forms which the train needs until it arrives at the specific point (approach time). It is a Amplitude discriminator is provided to which both voltages are supplied and which is designed in this way is that an output signal is generated when there is no train in the track section and when the dem The voltage corresponding to the output signal is greater than the reference voltage corresponding to the connection error. A warning device is connected to the output of the amplitude discriminator, which also applies to defective, d. H. interrupted rail connections emits a warning signal. As a disadvantage with this one known circuit arrangement shows that with the active component of the impedance of the circuit is worked, whereby there is the possibility that by bad or increasingly deteriorating Rail connections the warning system is not affected.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, die Schaltungsanordnung nach der eingangs genannten Art so weiterzubilden, daß die sichere Steuerung der Warnanlagen von schlechten oder zunehmend sich verschlechternden Schienenverbindungen, z. B. durch Korrosion, in keiner Weise beeinflußt werden.The invention is therefore based on the object of providing the circuit arrangement according to the type mentioned at the beginning to further train that the safe control of the warning systems of bad or increasing oneself deteriorating rail connections, e.g. B. by corrosion, are not influenced in any way.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß zwischen den Wechselstromerzeuger und denThis object is achieved in that between the alternator and the

Leistungsverstärker ein Phasenverschiebungsnetzwerk geschaltet ist, welches den Blindspannungsanteii der von dem Wechselstromerzeuger gleichzeitig erzeugten Wechselspannung als Bezugswechselspannung an den einen Eingang eines Quadraturdetektors Hefen, daß zwischen die bestimmte Stelle (P, P') und den anderen Eingang des Quadraturdetektors ein Bandpaßverstärker geschaltet ist, um eine an der bestimmten Stelle durch den Spannungsabfall in dem durch die Schienen und die Achsen des Zuges gebildeten Stromweg erzeugte, ortsabhängige Wechselspannung an diesen zu liefern, daß der Quadraturdetektor Schaltungsteile aufweist, um von der ortsabhängigen Wechselspannung den um 90° phasenverschobenen Teil, d. h. den Blindspannungsanteii, auszuwählen und nach Vergleich mit der Bezugswechselspannung einen ortsabhängigen Blindspannungswert weiterzugeben, der sowohl direkt als auch nach Umkehr und Differenzierung in einer Umkehr- und Differenzierschaltung als geschwindigkeitsabhängiger Blindspannungswert an einen Additionsverstärker gegeben wird, in welchem aus beiden Werten ein weiterer Blindspannungswert gebildet wird, der ein Maß für die Zeit darstellt, die der Zug bis zum \ Eintreffen an der bestimmten Stelle benötigt (Anrückzeit), und dessen Amplitude in einer Amplitudenvergleichsschaltung mit der Amplitude einer weiteren Bezugswechselspannungsquelle verglichen wird und bei ausreichendem Wert über einen Relaisverstärker das Warnsignal betätigt.Power amplifier a phase shift network is connected, which the reactive voltage portion of the alternating voltage generated at the same time by the alternator as a reference alternating voltage to one input of a quadrature detector Yeast that between the specific point (P, P ') and the other input of the quadrature detector, a bandpass amplifier is connected to a at the specific point by the voltage drop in the current path created by the rails and the axles of the train, to supply location-dependent alternating voltage to the latter, so that the quadrature detector has circuit parts in order to remove the 90 ° phase-shifted part of the location-dependent alternating voltage, i.e. the reactive voltage component and after comparison with the reference AC voltage to pass on a location-dependent reactive voltage value, which is available both directly and after reversal and differentiation in a reversing and differentiating circuit as a speed-dependent reactive voltage value an addition amplifier is given, in which the two values, a further reactive voltage value is formed which represents a measure of the time that the train to the \ arrival at the particular location required (Anrückzeit), and whose amplitude in an amplitude comparison circuit with the amplitude of a Another reference AC voltage source is compared and, if the value is sufficient, the warning signal is actuated via a relay amplifier.

Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Schaltungsanordnung nach der Erfindung zeichnet sich dadurch aus, daß dem Quadraturdetektor eine Torschaltung zugeordnet ist, deren Signaleingang mit dem Bandpaßverstärker und mit Vorrichtungen gekoppelt ist, die dazu dienen, an die Torschaltung praktisch nur dann ein Vorschaltungssignal zu legen, wenn der Augenblickswert der ohmschen Komponente Null ist. Zu diesem Zweck kann der Signaleingang beispielsweise mit einem Nulldurchgangs-Detektor und mit einer monostabilen Kippstufe gekoppelt sein.A preferred embodiment of the circuit arrangement according to the invention is characterized from the fact that the quadrature detector is assigned a gate circuit, the signal input of which is connected to the bandpass amplifier and is coupled to devices that are used to practically only one to the gate circuit To apply the connection signal when the instantaneous value of the ohmic component is zero. To this The signal input can be used, for example, with a zero-crossing detector and with a monostable Be coupled to flip-flop.

Eine weitere Ausführungsform der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß das zwischen dem Wechselstromerzeuger und dem Quadraturdetektor angeordnete Phasenverschiebungsnetzwerk so abge-. stimmt wird, daß eine kleine negative Phasenverschie- P bung zwischen der ortsabhängigen Wechselspannung und der Bezugswechselspannung vorhanden ist.Another embodiment of the invention is characterized in that the phase shift network arranged between the alternating current generator and the quadrature detector is removed in this way. is true that a small negative Phasenverschie- P environment is present between the location-dependent alternating voltage and the reference AC voltage.

Ein besonderer Vorteil des Erfindungsgegenstandes besteht in der Möglichkeit, festzustellen, ob eine schlechte Verbindung zwischen Schienen besteht oder gebrochene oder offene Stellen vorhanden sind. Dies ergibt sich daraus, daß die Spannung, die an dem Übergang überwacht wird, über den Wert ansteigt, der normalerweise vorhanden ist, wenn sich kein Zug in dem Gleisabschnitt befindet. Steigt diese Spannung über den Normalwert hinaus an, dann ist dies ein Anzeichen für ein Ansteigen der Eingangsimpedanz, die in aller Regel durch eine gebrochene Schiene oder eine schlechte Schienenverbindung verursacht wird.A particular advantage of the subject matter of the invention is the ability to determine whether a There is a poor connection between the rails or there are broken or open areas. this it follows that the voltage that is monitored at the junction rises above the value that normally present when there is no train in the track section. Exceed this tension above normal, then this is an indication of an increase in the input impedance, which in all Usually caused by a broken rail or poor rail connection.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im Vergleich zu einer bekannten Ausführungsform an Hand der Zeichnungen näher beschrieben. In letzteren istAn embodiment of the invention is compared to a known embodiment Hand of the drawings described in more detail. In the latter is

F i g. 1 eine einfache Ausführungsform der Schaltungsanordnung nach der GB-PS 9 23 089, (^ F i g. 1 a simple embodiment of the circuit arrangement according to GB-PS 9 23 089, (^

Fig.2 ein Blockschaltbild einer Schaltungsanordnung nach der Erfindung,2 shows a block diagram of a circuit arrangement according to the invention,

Fig.3 Einzelheiten eines Teiles des ins einzelne gehenden Blockschaltbildes der Anordnung nach der F i g. 2 undFig.3 details of part of the detailed ongoing block diagram of the arrangement according to FIG. 2 and

F i g. 4 ein Diagramm der Kurvenformen verschiedener in den Schaltanordnungen nach den Fig. 1 und 2 auftretender Signale.F i g. 4 is a diagram of the various waveforms in the switching arrangements according to FIGS. 1 and 2 occurring signals.

In der einfachen Ausführungsform der Schaltungsanordnung nach Fig. 1 speist eine 50-Hz-Wechselstromerzeuger 100 einen Leistungsverstärker 102. Der Ausgang desselben wird den Schienen 12Λ t2B über einen Wierstand 103 an den Stellen fund P' zugeleitet. Der Stromverstärker 102 und der Widerstand 103 bilden zusammen einen Konstantstromgenerator. Die Punkte P, P' sind ferner mit einem Bandpaßverstärker 104 verbunden, welcher zwei Bandfilter mit 49 bzw. 51 Hz Resonanzfrequenz umfaßt. Der Ausgang des Bandfilterverstärkers 104 gelangt an einen Gleichrichter 106, von dort an eine Siebschaltung 108 und vom Ausgang derselben sowohl an eine Umkehr- und Differenzierschaltung 110 als auch an einen Additionsverstärker 112. Der Ausgang der Umkehr- und Differenzierschaltung 110 ist ferner mit einem Verstärker 116 verbunden, dessen Ausgang mit einem werteren Eingang des Additionsverstärkers 112 verbunden ist. Der Ausgang desselben führt an einen Verstärker 118 mit hohem Verstärkungsfaktor, dessen Ausgang mit einer Amplitudenvergleichsschaltung 120 verbunden ist.In the simple embodiment of the circuit arrangement according to FIG. 1, a 50 Hz alternator 100 feeds a power amplifier 102. The output of the same is fed to the rails 12Λ t2B via a Wierstand 103 at the points and P ' . The current amplifier 102 and the resistor 103 together form a constant current generator. The points P, P ' are also connected to a band-pass amplifier 104 which comprises two band filters with a resonance frequency of 49 and 51 Hz. The output of the bandpass filter amplifier 104 arrives at a rectifier 106, from there to a filter circuit 108 and from the output of the same to an inverting and differentiating circuit 110 as well as to an addition amplifier 112. The output of the inverting and differentiating circuit 110 is also connected to an amplifier 116 connected, the output of which is connected to a further input of the addition amplifier 112 . The output of the same leads to an amplifier 118 with a high gain factor, the output of which is connected to an amplitude comparison circuit 120.

Der Amplitudenvergleichsschaltung wird von einer Bezugsspannungsquelle 122 eine Bezugsspannung (Sollspannung) zugeführt, die mit der Ausgangsspannung des Verstärkers 118 verglichen wird. Der Ausgang der Amplitudenvergleichsschaltung 120 ist an einen Relaisverstärker 123 geleitet, der ein Warnsignalrelais 124 betätigt, wenn die durch den Verstärker 118 verstärkte Spannung eine genügende Amplitude hat. Die am Ausgang der Siebschaltung 108 vorhandene Spannung bildet eine variierende Gleichspannung, die proportional zur Entfernung L zwischen dem Zug und dem Wegübergang ist. Diese Spannung wird sodann differenziert, invertiert und durch die folgende Schaltung verstärkt, die eine geschwindigkeitsproportionale Spannung erzeugt. Diese Spannung wird zu der der Entfernung entsprechenden Spannung in dem Additionsverstärker addiert, so daß am Ausgang desselben eine Spannung auftritt, welche der folgenden Gleichung genügt: - ...The amplitude comparison circuit is supplied with a reference voltage (target voltage) from a reference voltage source 122, which reference voltage is compared with the output voltage of the amplifier 118. The output of the amplitude comparison circuit 120 is passed to a relay amplifier 123 which actuates a warning signal relay 124 when the voltage amplified by the amplifier 118 has a sufficient amplitude. The voltage present at the output of the filter circuit 108 forms a varying DC voltage which is proportional to the distance L between the train and the path transition. This voltage is then differentiated, inverted and amplified by the following circuit, which generates a voltage proportional to the speed. This voltage is added to the voltage corresponding to the distance in the addition amplifier, so that a voltage occurs at the output thereof which satisfies the following equation: - ...

Ist beispielsweise eine Warnzeit von 30 Sekunden gewünscht, dann wird die Verstärkung des auf die Differenziereinrichtung folgenden Verstärkers auf den Wert 30 eingestellt, so daß sich die folgende Gleichung ergibt:If, for example, a warning time of 30 seconds is required, the amplification of the Differentiator following amplifier is set to the value 30, so that the following equation results in:

L-W^. = kit).
df LW ^. = kit).
df

Es sei angenommen, daß der Zug so weit entfernt ist, daß L größer als 30 —=— ist. Unter diesen UmständenAssume that the train is so far away that L is greater than 30 - = -. Under these circumstances

wird k (t) positiv sein. Wenn der Zug mit gleichbleibender Geschwindigkeit fährt, ist für eine bestimmte Zeit L = 30 — — und k (t) = 0. Kurze Zeit später wird L will k (t) be positive. If the train is traveling at a constant speed, L = 30 - - and k (t) = 0 for a certain time. A short time later, L

kleiner als 30 —r—sein, und k ^ wird negativ sein. Vombe less than 30 —r — and k ^ will be negative. From the

NulldurcHjjir.g des Wertes k (t) an sind es genau 30 Sekunden, bis der Zug an dem Wegübergang ankommt, falls er seine Geschwindigkeit nicht ändert. DieIf the value of k (t) an is zero, it is exactly 30 seconds before the train arrives at the path crossing if it does not change its speed. the

Rechenschaltung hat daher den Nulldurchgangspunkt von / (t) festzustellen. Dies wird erreicht durch eine bedeutende Vergrößerung von f (t) und unter Verwendung einer Amplitudenvergleichsschaltung, um den Nulldurchgang festzustellen. Der Ausgang der Amplitudenvergleichsschaltung gelangt an den Relaisverstärker, der das Warnsignal betätigt.The computing circuit therefore has to determine the zero crossing point of / (t) . This is achieved by significantly increasing f (t) and using an amplitude comparison circuit to determine the zero crossing. The output of the amplitude comparison circuit goes to the relay amplifier, which actuates the warning signal.

Diese Schaltungsanordnung ermöglicht es, durch Hinzufügen einfacher Schaltungseinheiten auch festzustellen, ob die Schienen elektrisch schlecht miteinander, z. B. bei einem Schienenbruch, verbunden sind. Wenn nämlich die an einer bestimmten Stelle durch den eingespeisten Konstantstrom abfallende Spannung über einen normalen Wert steigt, der bei freier Strecke vorhanden ist, ergibt sich eine Zunahme der Eingangsimpedanz, die praktisch nur durch ein defektes Gleis hervorgerufen sein kann.This circuit arrangement also makes it possible to determine by adding simple circuit units whether the rails are electrically poor with one another, e.g. B. in the event of a broken rail. When namely the voltage dropping at a certain point due to the constant current fed in a normal value rises, which is available when the route is clear, there is an increase in the input impedance, which can practically only be caused by a defective track.

Fig. 1 zeigt daher zusätzlich eine Schaltungsanordnung zum Feststellen defekter Schienenverbindungen. Diese Schaltung umfaßt einen Amplitudendiskriminator 160, der mit einem seiner Eingänge an den Ausgang der Siebschaltungen 108 angeschlossen ist und mit dem anderen Eingang mit einer Bezugsspannungsquelle 162 in Verbindung steht. Letztere erzeugt eine Bezugsspannung, die normalerweise auf einem offenen Streckenabschnitt vorhanden ist. Wenn die tatsächliche Spannung bei dem Streckenabschnitt die Bezugsspannung übersteigt, wird der zugeordnete Amplitudendiskriminator 160 ausgelöst und gibt eine Spannung an den gemeinsamen Relaisverstärker 123 weiter, der das Warnsystem für den Wegübergang betätigt, bis der Schaden behoben ist. Der Ausgang jedes Amplitudendiskriminators kann jedoch auch zur Übertragung des Steuersignals für normale Schranken- und Warnbetätigungsvorrichtungen verwendet werden, bis die schadhafte Schiene repariert ist.Fig. 1 therefore also shows a circuit arrangement to identify defective rail connections. This circuit includes an amplitude discriminator 160, which is connected with one of its inputs to the output of the filter circuits 108 and with the other input is connected to a reference voltage source 162. The latter generates a reference voltage, which is normally present on an open stretch of road. When the actual tension If the section of the route exceeds the reference voltage, the assigned amplitude discriminator is used 160 triggered and forwards a voltage to the shared relay amplifier 123, which controls the Warning system for crossing the path operated until the damage has been repaired. The output of each amplitude discriminator however, it can also be used to transmit the control signal for normal barrier and warning actuation devices used until the defective splint is repaired.

In F i g. 2 wird ebenfalls ein Zug 10 gezeigt, der sich von links nach rechts auf den Gleisen 12/4 und YlB bewegt. Ein Wechselstromerzeuger 170 speist einen Leistungsverstärker 172. Der Ausgang dieses Verstärkers wird an die Schienen 12Λ 125 angelegt, und zwar an den Punkt P direkt und an den Punkt P' über einen Widerstand 174. Der Wechselstromerzeuger 170, der Verstärker 172 und der Widerstand 174 bilden in bekannter Weise einen Konstantstromgenerator. Die Punkte Pünd /"sind auch mit einem Bandpaßverstärker 176 verbunden, dessen Frequenzgang auf die Frequenz des Wechselstromerzeugers abgestimmt ist und dessen Ausgang auf einen Quadraturdetektor 178 gegeben wird, auf den auch eine von dem Wechselstromerzeuger 170 gleichzeitig erzeugte Wechselspannung als Bezugswechselspannung über ein Phasenverschiebungsnetzwerk 179 gegeben wird. In dieser gegenüber der F i g. 1 abgeänderten Schaltung wird eine höhere Erregungsfrequenz verwendet, und der Bandpaßverstärker 176 weist eine breitere Bandbreite auf, so daß er eine größere Phasenstabilität hat und es den Phaseneigenschaften der Schaltungen vor dem Quadraturdetektor 178 ermöglicht, mit der Zeit konstant zu bleiben.In Fig. 2 also shows a train 10 moving from left to right on tracks 12/4 and YlB . An alternator 170 feeds a power amplifier 172. The output of this amplifier is applied to rails 12Λ 125, namely to point P directly and to point P ' via a resistor 174. The alternator 170, amplifier 172 and resistor 174 form in a known manner a constant current generator. The points Pünd / "are also connected to a bandpass amplifier 176, the frequency response of which is matched to the frequency of the alternator and whose output is given to a quadrature detector 178, to which an alternating voltage generated simultaneously by the alternator 170 is also given as a reference alternating voltage via a phase shift network 179 In this circuit, modified from FIG Time to stay constant.

Die Ausgangsspannung aus dem Quadraturdetektor 178 wird direkt an einen Additionsverstärker 182 und gleichzeitig an eine Umkehr- und Differenzierschaltung 180 gegeben. Die Ausgangsspannung aus der Umkehr- und Differenzierschaltung wird an einen Verstärker 184 gegeben, dessen Ausgang mit einem zweiten Eingang des Additionsverstärkers 182 verbunden ist. An den Ausgang des Additionsverstärkers ist ein Verstärker 186 mit großem Verstärkungsfaktor angeschlossen.The output voltage from the quadrature detector 178 is fed directly to an addition amplifier 182 and given to an inverting and differentiating circuit 180 at the same time. The output voltage from the reverse and the differentiating circuit is applied to an amplifier 184, the output of which is connected to a second input of addition amplifier 182 is connected. An amplifier is connected to the output of the addition amplifier 186 connected with a large gain factor.

dessen Ausgang wiederum mit einer Amplitudenvergleichsschaltung 188 verbunden ist, in der die Amplitude des von dem Verstärker 186 kommenden Spannungswertes mit einem Bezugsspannungswert von einer weiteren Bezugsspannungsquelle 190 verglichen wird. Der Ausgang der Amplitudenvergleichsschaltung 188 ist mit einem Relaisverstärker 192 verbunden, der das Warnsignal 194 betätigt, wenn die ankommende Wechselspannung eine ausreichende Amplitude aufweist. whose output is in turn connected to an amplitude comparison circuit 188, in which the amplitude of the voltage value coming from the amplifier 186 with a reference voltage value of one further reference voltage source 190 is compared. The output of the amplitude comparison circuit 188 is connected to a relay amplifier 192 which actuates the warning signal 194 when the incoming AC voltage has a sufficient amplitude.

Es ist auch eine Umgehungsschaltung vorgesehen, die eine Amplitudenvergleichsschaltung 196 aufweist, die mit dem Ausgang des Quadraturdetektors 178 und mit dem Ausgang einer Bezugswechselspannungsquelle 198 verbunden ist. Die nach Vergleich gewonnene Amplitude der Ausgangsspannung aus der Amplitudenvergleichsschaltung 196 wird an einen Relaisverstärker 200 geleitet, der ein Relais 202 steuert, das auf die Steuerung eines Warnsignals bei Mindestentfernung abgestimmt ist.A bypass circuit is also provided which includes an amplitude comparison circuit 196 which to the output of the quadrature detector 178 and to the output of a reference AC voltage source 198 connected is. The amplitude of the output voltage obtained after comparison from the amplitude comparison circuit 196 is fed to a relay amplifier 200 which controls a relay 202 which is on the controller a warning signal at minimum distance is coordinated.

Der Eingang auf die Umkehr- und Differenzierschaltung 180 und den Additionsverstärker 182 ist eine zur Entfernung L zwischen dem Zug und den Einspeisepunkten P und P' proportionale Spannung. Wenn sie differenziert wird, ergibt diese Spannung eine der Zuggeschwindigkeit proportionale Spannung. Diese Spannungen hängen nur von dem Blindanteil des Scheinwiderstandes des Gleises und nicht von dem Wirkanteil wie bei der bekannten Schaltungsanordnung nach F i g. 1 ab. Dies geht aus der F i g. 3, die den Quadraturdetektor 178 in genaueren Einzelheiten zeigt, und aus F i g. 4 hervor, die verschiedene Wellenformen zeigt, welche in der Schaltungsanordnung auftreten.The input to the inverting and differentiating circuit 180 and the addition amplifier 182 is a voltage proportional to the distance L between the train and the feed points P and P '. When differentiated, this tension gives a tension proportional to the train speed. These voltages depend only on the reactive component of the impedance of the track and not on the active component as in the known circuit arrangement according to FIG. 1 from. This is evident from FIG. 3, which shows the quadrature detector 178 in greater detail, and FIG. 4 which shows various waveforms appearing in the circuit arrangement.

In F i g. 3 ist zu sehen, daß die vom Wechselstromerzeuger 170 gleichzeitig erzeugte Wechselspannung über das Phasenverschiebungsnetzwerk 179 geleitet wird, welches den Blindspannungsanteil als Bezugswechselspannung an den Eingang eines Nulldurchgangs-Detektors 206 gibt. Dieser Nulldurchgangs-Detektor kann, z. B. eine Schmitt-Trigger-Schaltung 208, gefolgt von einer Differenzierschaltung 210, aufweisen und erzeugt einen Triggerimpuls für einen sogenannten Zeitschalter, wie eine monostabile Kippstufe· 212, wenn der Augenblickswert der ohmschen Komponente der Bezugswechselspannung N-ulLmit positivem Anstieg ist. Die monostabile Kippstufe 212 liefert dann einen Impuls von sehr kurzer Dauer, der von dem Impulsverstärker 214 verstärkt und als Steuerimpuls auf den Steuereingang einer in der Grundstellung geschlossenen Torschaltung 216 gegeben wird. Der Impulseingang der Torschaltung 216 ist mit dem Ausgang des Bandpaßverstärkers 176 verbunden.In Fig. 3 it can be seen that the alternating voltage generated simultaneously by the alternator 170 is above the phase shift network 179 is conducted, which uses the reactive voltage component as a reference AC voltage to the input of a zero crossing detector 206. This zero crossing detector can, z. B. a Schmitt trigger circuit 208, followed by a differentiating circuit 210, have and generated a trigger pulse for a so-called time switch, such as a monostable multivibrator · 212, when the Instantaneous value of the ohmic component of the reference AC voltage N-ulL with a positive rise. The monostable multivibrator 212 then supplies a pulse of very short duration which is generated by the pulse amplifier 214 amplified and as a control pulse to the control input of a gate circuit that is closed in the basic position 216 is given. The pulse input of the gate circuit 216 is connected to the output of the bandpass amplifier 176 connected.

Wenn die Torschaltung 216 durch den Steuerimpuls von der Kippstufe 212 her angeschaltet wird, gibt sie einen Lade- oder Entladeweg mit niedrigem Widerstand für einen Impulsspeicher 218 frei, damit der Impulsspeicher den Augenblickswert des Blindspannungsanteils der vom Gleis kommenden Wechselspannung speichern kann. Diese in dem Impulsspeicher 218 gespeicherten Impulse werden einmal in jeder Periode der Trägerfrequenz korrigiert und folgen auf diese Weise der Modulation der Trägerfrequenz. Ein Anpassungsverstärker 220 für den Scheinwiderstand ist mit dem Impulsspeicher 218 gekoppelt und mit einem hohen Eingangswiderstand, um die Ladung des Speichers zu verringern, wobei es sich um eine sogenannte Einheitsverstärkung handelt, und einem niedrigen Ausgangswiderstand versehen, um die Umkehr- undWhen the gate circuit 216 is switched on by the control pulse from the flip-flop 212, it gives a charge or discharge path with low resistance for a pulse memory 218 free so that the pulse memory store the instantaneous value of the reactive voltage component of the alternating voltage coming from the track can. These pulses stored in the pulse memory 218 become once every period of the carrier frequency corrected and in this way follow the modulation of the carrier frequency. A matching amplifier 220 for the impedance is coupled to the pulse memory 218 and with a high Input resistance to reduce the charge of the memory, which is a so-called Unity gain, and a low output resistance is provided to reverse and

Differenzierschaltung 180, den Additionsverstärker 182 und die Amplitudenvergleichsschaltung 196 zu treiben.Differentiating circuit 180, adding amplifier 182 and amplitude comparing circuit 196 to drive.

Die Arbeitsweise des Quadraturdetektors ist am besten aus Fig.4 zu ersehen. In dieser Figur ist zu sehen, daß der Signaleingang für die von dem Bandpaßverstärker kommende ortsabhängige Wechselspannung, Wellenform C, als Addition zweier Anteile betrachtet werden kann: Der ohmsche Anteil, Wellenform Cr, der mit der von dem Phasenverschiebungsnetzwerk gelieferten Bezugswechselspannung, Wellenform A, in Phase liegt, und der induktive Anteil, Wellenform Cx, der der Bezugsspannung um 90 Grad nacheilt. Da der ohmsche Anteil Ca immer Null ist, wenn der Steuerimpuls für die Torschaltung, Wellenform B, auftritt, kann dieser ohmsche Anteil nicht zur Speicherung dieses Anteils in dem nachgeschalteten Impulsspeicher beitragen, der auf diese Weise nur den Höchstwert des induktiven Anteils der ortsabhängigen Wechselspannung als Impuls speichert.The way in which the quadrature detector works can best be seen in FIG. In this figure it can be seen that the signal input for the location-dependent AC voltage coming from the bandpass amplifier, waveform C, can be viewed as the addition of two components: The ohmic component, waveform Cr, that corresponds to the reference AC voltage supplied by the phase shift network, waveform A, in Phase, and the inductive component, waveform Cx, which lags the reference voltage by 90 degrees. Since the ohmic component Ca is always zero when the control pulse for the gate circuit, waveform B, occurs, this ohmic component cannot contribute to the storage of this component in the downstream pulse memory, which in this way only stores the maximum value of the inductive component of the location-dependent AC voltage Saves impulse.

Das Phasenverschiebungsnetzwerk. 179 wird dazu, verwendet, eine kleine negative Phasenverschiebung zwischen der ortsabhängigen Wechselspannung und der Bezugswechselspannung zum Quadraturdetektor einzustellen, wobei ein Widerstand den Scheinwiderstand des Gleises ersetzt. Dadurch wird sichergestellt, daß die Phasenverschiebung Null oder negativ über den vollen Spielraum der Phasenverschiebung aller Elemente zwischen dem Ausgang des Quadraturdetektors und den beiden Eingängen ist. Dies ist zweckmäßig, da eine positive Phasenverschiebung ein größeres scheinbares Entfernungssignal mit einer entsprechend kürzeren Warnzeit zur Folge haben würde. Dieses Phasenverschiebungsnetzwerk kann auch in den Stromkreis für die ortsabhängige Wechselspannung anstatt in den Stromkreis für die Bezugswechselspannung eingefügt werden, wenn es zweckmäßig ist.The phase shift network. 179 is used, a small negative phase shift set between the location-dependent AC voltage and the reference AC voltage to the quadrature detector, whereby a resistor replaces the impedance of the track. This ensures that the Phase shift zero or negative over the full range of phase shift of all elements between the output of the quadrature detector and the two inputs. This is useful as a positive phase shift a larger apparent distance signal with a correspondingly shorter one Warning time would result. This phase shift network can also be included in the circuit for the location-dependent AC voltage is inserted instead of into the circuit for the reference AC voltage when it is convenient.

Die bei der Anlage nach der Erfindung verwendeten Schaltungen sind in der Elektronik allgemein gebräuchlich, und zwar sowohl im Aufbau mit Vakuumröhren als auch mit Transistoren. Ein Patentschutz für die einzelnen Baugruppen wird daher nicht beansprucht.The circuits used in the system according to the invention are generally used in electronics, both in the construction with vacuum tubes and with transistors. A patent protection for the individual assemblies are therefore not claimed.

Hierzu 3 Blatt ZeichnungenFor this purpose 3 sheets of drawings

609 647/4609 647/4

Claims

Patent claims:

1.Circuit arrangement for controlling warning systems at track crossings by a train, whereby information is derived from the railroad tracks to predict the time it takes a train to reach a certain point, in particular for train-controlled level crossing safety systems with warning time alignment, with an alternating current generator, the is connected to the rails via a power amplifier and a resistor at the specific point and feeds an alternating current of constant strength into the rails, characterized in that a phase shift network (179) is connected between the alternator (170) and the power amplifier (172) , which supplies the reactive voltage component of the alternating voltage simultaneously generated by the alternator as a reference alternating voltage to one input of a quadrature detector (178) that between the specific point (P, P ') and the other input of the quadrature detector (178) a bandpass amplifier (176) is connected to supply a location-dependent alternating voltage generated at the specific point (P, P ') by the voltage drop in the current path formed by the rails and the axles of the train to the latter, that the quadrature detector has circuit parts , in order to select the 90 ° phase-shifted part of the location-dependent AC voltage, i.e. the reactive voltage component, and to pass on a location-dependent reactive voltage value after comparison with the reference AC voltage, which is used both directly and after reversal and differentiation in a reversing and differentiating circuit (180) as a speed-dependent reactive voltage value to an addition amplifier (182) , in which a further reactive voltage value is formed from the two values ^ ₀ , which represents a measure of the time it takes for the train to arrive at the specific point (approach time) and its amplitude in one Amplitude comparison circuit (188) with the Ampli tude of a further reference AC voltage source (190) is compared and, if the value is sufficient, the warning signal (194) is actuated via a relay amplifier (192).

2. Switching arrangement according to claim 1, characterized in that the quadrature detector (178) has a gate circuit (216) , the signal input of which is connected to the bandpass amplifier (176) , between the control input and the phase shift network (179), starting from the latter, a zero crossing detector (206) and a monostable multivibrator (212) are connected and at the output of which a pulse memory (218) is connected, the gate circuit, which is closed in the basic position, being switched to open when the instantaneous value of the ohmic component of the phase shift network (179) at the control input supplied reference AC voltage is zero.

3. Switching arrangement according to claim 1 or 2, characterized in that the phase shift network (179) arranged between the alternating current generator (170) and the quadrature detector (178 ) is tuned so that a small negative phase shift is present between the location-dependent alternating voltage and the reference alternating voltage.