PL179650B1 - Stopien nadawczy urzadzenia nadawczo-odbiorczego systemu szynowego PL - Google Patents

Abstract

1 . Stopien nadawczy urzadzenia nadawczo- odbiorczego systemu szynowego zawierajacy obciazenie indukcyjne wlaczone miedzy przylaczami szyny i przylaczami pokladowego ukladu zasilania, wytwarzajacy napiecie przemienne jako informacje bitowa nakladane na napiecie stale na szynie i impulsy wyrównawcze do kazdego impulsu aktywnego, znamienny tym, ze zawiera generator (25) pojedynczych impulsów (17) o czestotliwosci wyzszej niz czestotliwosc bitów informacyjnych, zas pokladowy uklad zasilania ma dolaczony do swojego przylacza kondensator (10), przy czym generator (25) i kondensator (10) sa polaczone w ukladzie regulatora podwyzszajacego wielkiej czestotliwosci, którego zródlem napiecia jest szyna, zas kr yterium regulacji jest zanik napiecia wystepujacy podczas impulsu aktywnego (20). FIG 1 PL

Description

Przedmiotem wynalazku jest stopień nadawczy urządzenia nadawczo-odbiorczego systemu szynowego.

W europejskim opisie patentowym nr 0365696 jest ujawnione rozwiązanie sprzężenia szynowego, w którym na napięcie stałe na szynie nakładana jest w zasadzie symetryczna informacja w postaci napięcia zmiennego jako informacja bitowa. W znanym rozwiązaniu stały potencjał przewodu obciążonego indukcyjnie jest przeciwstawiany potencjałowi drugiego przewodu, przy czym następnie wytwarza się impuls wyrównawczy dla odzyskania energii. Znane sprzężenia szynowe działają zwykle z transformatorami, przy czym stały potencjał przewodu pod obciążeniem indukcyjnym w każdym impulsie aktywnym jest przeciwstawiany potencjałowi drugiego przewodu. W stopniu nadawczym urządzenia nadawczoodbiorczego systemu szynowego impuls bitowy jest generowany tak, że na napięcie stałe na szynie wynoszące około 24 V nakłada się jeden aktywny impuls o amplitudzie około 7 V. Pracuje się przy tym ze stosunkiem przełożenia wynoszącym około 3:1.

Z kolei w europejskim opisie patentowym nr 0487874 przedstawiono urządzenie multipleksowe, które jednak nie zapewnia odzysku energii. W tym znacznym urządzeniu przesyła się wprawdzie wiele informacji lecz żaden impuls bitowy nie ulega odwzorowaniu.

Istotą stopnia nadawczego urządzenia nadawczo-odbiorczego systemu szynowego, według wynalazku, zawierającego obciążenie indukcyjne włączone między przyłączami szyny i przyłączami pokładowego układu zasilania, oraz wytwarzającego napięcie przemienne jako informację bitową nakładane na napięcie stałe na szynie i impulsy wyrównawcze do każdego impulsu aktywnego, jest to, że zawiera generator pojedynczych impulsów o częstotliwości wyższej niż częstotliwość bitów informacyjnych, zaś pokładowy

179 650 kondensator są połączone w układzie regulatora podwyższającego wielkiej częstotliwości, którego źródłem napięcia jest szyna, zaś kryterium regulacji jest zanik napięcia występujący podczas impulsu aktywnego.

Korzystnie generator jest zbudowany z zasilacza przełączającego z tranzystorem nadawczym, który jest połączony z układem sterującym z dwoma połączonymi szeregowo i przeciwsobnie tranzystorami, przy czym układ sterujący jest dołączony do modulatora szerokości impulsu, do którego dołączony jest także oscylator.

Korzystnie modulator szerokości impulsu zawiera układ całkowania amplitudy napięcia podczas impulsu aktywnego.

Korzystnie kolektor tranzystora nadawczego jest połączony z kondensatorem pokładowego układu zasilania poprzez diodę, która przewodzi przy zablokowanym tranzystorze nadawczym i blokuje przy przewodzącym tranzystorze nadawczym.

Korzystnie stopień nadawczy jest wykonany jako część układu scalonego.

Zaletą rozwiązania według wynalazku jest to, że w stopniu nadawczym można pominąć transformator.

Przedmiot wynalazku w przykładzie wykonania jest przedstawiony na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia schemat ideowo-blokowy stopnia nadawczego według wynalazku, fig. 2 - przebieg prądu w tranzystorze nadawczym podczas aktywnego impulsu, a fig. 3 - w części górnej przebieg krzywej napięcia na szynie przy nałożeniu aktywnego impulsu a w części dolnej prąd na szynie podczas nałożenia aktywnego impulsu wraz z późniejszym odzyskaniem energii.

Stopień nadawczy według figury 1 jest podłączony końcówkami 1 i 2 do przyłączy szyny dwuprzewodowej, przy czym można do niej przyłączać równolegle kolejne urządzenia nadawczo-odbiorcze. Do końcówek 3, 4 stopnia nadawczego można podłączyć przyłącze zasilania sieciowego albo pomocniczego źródła napięcia, na przykład pokładowego układu zasilania. Stopień nadawczy obejmuje fragment sieci połączeń 5 z zaworem nadawczym, w przedstawionym przykładzie z tranzystorem nadawczym 6. Zasilacz przełączający 5 jest połączony z modulatorem szerokości impulsu 7, do którego dołączony jest oscylator 8, który jest korzystnie dostrojony do żądanej częstotliwości przełączającej tranzystora nadawczego 6.

Do końcówek 1, 2 przyłożone jest stałe napięcie z szyny, na które mają być nakładane informacyjne impulsy bitowe. Gdy tranzystor nadawczy 6 zacznie przewodzić, całe stałe napięcie szyny jest przyłożone poprzez dławik 9. Prąd zaczyna płynąć, wzrastając szybko odpowiednio do wzbudzającego napięcia stałego na szynie i indukcyjności dławika 9, przy czym prąd ten powoduje odpowiedni spadek napięcia na końcówkach 1 i 2. Gdy cykl o częstotliwości zadanej przez oscylator 8 zostanie zakończony, tranzystor nadawczy 6 zostanie zablokowany i energia zgromadzona w dławiku 9 odpłynie do kondensatora 10. Energia odnosząca się do poszczególnych impulsów prądowych przy odzyskiwaniu energii jest gromadzona raz za razem w kondensatorze 10.

Tranzystor nadawczy 6 ma istotne znaczenie dla odpowiedniej pracy stopnia nadawczego. Musi łatwo przełączać się przy wyższej częstotliwości bez większych strat własnych. Ponadto w tranzystorze nadawczym 6 trzeba unikać pracy w zakresie nasycenia i należy go sterować dwupołożeniowo przy małym oporze. Układ sterujący tranzystora nadawczego 6 jest wykonany jako stopień przeciwsobny, w którym spośród dwóch pierwszego i drugiego tranzystorów 11 i 12 połączonych szeregowo i przeciwsobnie, drugi tranzystor 12 jest blokowany poprzez diodę 13, gdy napięcie na kolektorze tranzystora nadawczego 6 spadnie poniżej określonego napięcia. W porównaniu ze zwykłym regulatorem podwyższającym, jego kryterium regulującym nie jest tak jak zwykle napięcie wyjściowe, ale wzrost napięcia wejściowego, czyli amplituda aktywnego impulsu, co zapewnia szczególnie dobre odwzorowanie informacji prostokątnej.

Układ sterujący tranzystora nadawczego 6 jest przedstawiony na fig. 1. Baza tranzystora nadawczego 6 jest jako elektroda sterująca, podłączona pomiędzy pracującymi przeciwsobnie i połączonymi szeregowo dwoma tranzystorami 11 i 12. Elektrody sterujące tych tranzystorów 11 i 12 pracujących przeciwsobnie, w obu przypadkach baza, sąpołą-czone z kolektorem albo emiterem trzeciego tranzystora 14, który jest podłączony jednocześnie poprzez elementy indukcyjne 15 i 16 do dodatniego napięcia nadawczego. Do bazy

179 650 tranzystora 14 jest dołączony modulator szerokości impulsu 7, który jest dołączony do oscylatora 8. Pierwszy tranzystor 11 spośród pracujących przeciwsobnie dwóch tranzystorów 11, 12, którego emiter jest połączony z bazą tranzystora nadawczego 6, jest połączony swoją bazą poprzez diodę 13 z kolektorem tranzystora nadawczego 6.

Gdy tranzystor nadawczy 6 zostanie przełączony na przewodzenie odpowiednio do częstotliwości oscylacyjnej oscylatora 8, przepuszcza pojedyncze impulsy, według figury 2, które mają znacznie większą częstotliwość niż częstotliwość jednego impulsu bitowego 18. Odpowiednio do tego spada napięcie szyny 19, figura 3, podczas każdego aktywnego impulsu, który posiada falistość odpowiednią do pojedynczych impulsów 17. Im wyższa częstotliwość pojedynczych impulsów 17, tym lepiej odwzorowywany jest w kształcie prostokąta impuls aktywny 20. Gdy częstotliwość pojedynczych impulsów 17 zasilacza działającego 5 wynosi około pięć razy więcej niż częstotliwość szeregu impulsów bitowych, falistość można zaniedbać. Odpowiednio do przebiegu napięcia szyny 19 zmienia się prąd szyny 21, fig. 3, pokazany na dole. Impulsy wyrównawcze 22 albo 23 odpowiadają odzyskiwaniu energii.

Modulator szerokości impulsu 7 reguluje długość czasu zamknięcia albo koniec przewodzenia tranzystora nadawczego 6. Czas zamknięcia jest zakończony, gdy zostanie osiągnięta wymagana amplituda dla impulsu bitowego, przy czym następnie utrzymywana jest stała amplituda niezależnie od napięcia na szynie. Amplitudę aktywnego impulsu reguluje się za pomocą modulatora szerokości impulsu 7 na ustaloną z góry wartość, niezależnie od napięcia na szynie.

Do kolektora tranzystora nadawczego 6 podłączony jest kondensator 10 pokładowego układu zasilania, poprzez zawór, w przedstawionym przykładzie wykonania poprzez drugą diodę 24, przy czym dioda 24 przewodzi przy zablokowanym tranzystorze nadawczym 6 i blokuje przy przewodzącym tranzystorze nadawczym 6.

Generator 25 zbudowany z zasilacza przyłączającego 5, modulatora szerokości impulsu 7 i oscylatora 8 oraz cały stopień nadawczy wraz z dławikiem 9 i dalszymi podzespołami są wykonane jako części układu scalonego.

179 650

FIG 2

		/22
f19
		r20
	L—-^23

FIG 3

179 650

FIG 1

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 60 egz.

Cena 2,00 zł.

Claims (5)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Stopień nadawczy urządzenia nadawczo-odbiorczego systemu szynowego zawierający obciążenie indukcyjne włączone między przyłączami szyny i przyłączami pokładowego układu zasilania, wytwarzający napięcie przemienne jako informację bitową nakładane na napięcie stałe na szynie i impulsy wyrównawcze do każdego impulsu aktywnego, znamienny tym, że zawiera generator (25) pojedynczych impulsów (17) o częstotliwości wyższej niż częstotliwość bitów informacyjnych, zaś pokładowy układ zasilania ma dołączony do swojego przyłącza kondensator (10), przy czym generator (25) i kondensator (10) są połączone w układzie regulatora podwyższającego wielkiej częstotliwości, którego źródłem napięcia jest szyna, zaś kryterium regulacji jest zanik napięcia występujący podczas impulsu aktywnego (20).
2. 2. Stopień według zastrz. 1, znamienny tym, że generator (25) jest zbudowany z zasilacza przełączającego (5) z tranzystorem nadawczym (6), który jest połączony z układem sterującym z dwoma połączonymi szeregowo i przeciwsobnie tranzystorami (11, 12), przy czym układ sterujący jest dołączony do modulatora szerokości impulsu (7), do którego dołączony jest także oscylator (8).
3. 3. Stopień według zastrz. 2, znamienny tym, że modulator szerokości impulsu (7) zawiera układ całkowania amplitudy napięcia podczas impulsu aktywnego (20).
4. 4. Stopień według zastrz. 2, znamienny tym, że kolektor tranzystora nadawczego (6) jest połączony z kondensatorem (10) pokładowego układu zasilania poprzez diodę (24), która przewodzi przy zablokowanym tranzystorze nadawczym (6) i blokuje przy przewodzącym tranzystorze nadawczym (6).
5. 5. Stopień według zastrz. 1, znamienny tym, że jest wykonany jako część układu scalonego.