RU2027623C1

RU2027623C1 - Device for data transmission from locomotive

Info

Publication number: RU2027623C1
Authority: RU
Inventors: Юрий Иосифович Полевой; Юрий Александрович Галкин; Мухамед-Али Нуриевич Кудяков
Original assignee: Ташкентский институт инженеров железнодорожного транспорта
Priority date: 1991-11-05
Filing date: 1991-11-05
Publication date: 1995-01-27

Abstract

FIELD: railway automatic control facilities. SUBSTANCE: device has pulse generator 1, pulse repetition frequency divider 2, position counter 3, adjusting jumpers 4, OR gate 5, AND gate 6, amplifier 7, transformer 8, resistor 9, and transmitting antenna 10. EFFECT: improved design. 3 dwg

Description

Изобретение относится к железнодорожной автоматике и телемеханике и может быть использовано для передачи с локомотива информации о его номере. The invention relates to railway automation and telemechanics and can be used to transmit information about its number from a locomotive.

Известно устройство автоматической локомотивной сигнализации, состоящее из напольных и локомотивных устройств. Напольные устройства (передающие устройства АЛСН взяты в качестве аналога), содержащие путевой трансформатор, путевой передатчик (Т), генератор кодовых импульсов (КПТ), схему выбора кодовых сигналов (контакты реле Ж и З) и источник сигнального тока (полоса Пх, Ох), осуществляют передачу в рельсовую линию соответствующих кодовых посылок. A device for automatic locomotive signaling, consisting of floor and locomotive devices. Outdoor devices (ALSN transmitting devices taken as an analogue), containing a track transformer, a track transmitter (T), a code pulse generator (KPT), a code signal selection circuit (relay contacts F and Z) and a signal current source (Px, Oh band) transmit the corresponding code packages to the rail line.

Недостатком этого устройства является то, что может быть передан небольшой объем информации и только на локомотив. The disadvantage of this device is that a small amount of information can be transmitted and only to the locomotive.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является выбранное в качестве прототипа устройство передачи информации на локомотив, содержащее генератор сигнальной частоты, выходом соединенный с усилителем, выход которого соединен с первичной обмоткой трансформатора, вторичная обмотка последнего через резистор соединена с шлейфом. Значение сигнала, передаваемого на локомотив, зависит от длины шлейфа. Эта длина определяется количеством оборотов колесной пары локомотива при его следовании над шлейфом. The closest in technical essence to the proposed one is a device for transmitting information to a locomotive, selected as a prototype, containing a signal frequency generator, output connected to an amplifier, the output of which is connected to the primary winding of the transformer, the secondary winding of the latter through a resistor is connected to the loop. The value of the signal transmitted to the locomotive depends on the length of the loop. This length is determined by the number of revolutions of the wheelset of the locomotive when it follows the train.

Недостатком этого устройства является то, что нельзя передать достоверно большой объем информации с локомотива на путь. Передача информации (с локомотива на путь) возможна при размещении генератора и шлейфа на локомотиве, а приемной антенны САУТ - на пути. The disadvantage of this device is that it is impossible to transmit a reliably large amount of information from the locomotive to the path. Information transfer (from the locomotive to the track) is possible when the generator and the train are placed on the locomotive, and the receiving antenna of the SAUT is on the track.

Целью изобретения является передача информации с локомотива на путь достаточного для практических целей объема и достоверности. The aim of the invention is the transfer of information from a locomotive to a path of sufficient volume and reliability for practical purposes.

Указанная цель достигается тем, что устройство передачи информации, содержащее генератор сигнальной частоты, усилитель, выход которого через трансформатор и резистор соединен со шлейфом, снабжено делителем частоты, тактовым входом соединенным с генератором и логическим элементом И, а выходом - с входом позиционного счетчика и входом логического элемента ИЛИ, остальные входы которого посредством настроечных перемычек соединены с выходами указанного счетчика, один из выходов последнего соединен с выходами обнуления счетчика и делителя, выход логического элемента ИЛИ связан с вторым входом логического элемента И, выход которого соединен с выходом усилителя, выход которого подключен к первичной обмотке трансформатора, вторичная обмотка которого через резистор соединена со шлейфом, который расположен по периметру крыши локомотива. This goal is achieved by the fact that the information transmission device comprising a signal frequency generator, an amplifier, the output of which is connected via a transformer and a resistor to a loop, is equipped with a frequency divider, a clock input connected to a generator and an AND logic element, and an output with a position counter input and input logical OR, the other inputs of which are connected via the adjustment jumpers to the outputs of the specified counter, one of the outputs of the latter is connected to the outputs of zeroing the counter and the divider, the output of the OR gate is connected to the second input of the AND gate, the output of which is connected to the output of the amplifier, the output of which is connected to the primary winding of the transformer, the secondary winding of which is connected through a resistor to a loop located along the perimeter of the roof of the locomotive.

Сопоставительный анализ с прототипом показывает, что предлагаемое устройство отличается наличием новых блоков: делителя частоты, позиционного счетчика, логических элементов И, ИЛИ, настроечной платы и их связями с остальными элементами схемы. Таким образом, устройство соответствует критерию изобретения "новизна". Comparative analysis with the prototype shows that the proposed device is characterized by the presence of new units: a frequency divider, a position counter, AND, OR logic elements, a tuning board and their connections with other circuit elements. Thus, the device meets the criteria of the invention of "novelty."

Сравнение заявляемого решения с другими техническими решениями показывает, что счетчики и делители частоты широко известны. Однако с помощью их введения в указанной связи с остальными элементами схемы в предлагаемое устройство передается достаточно большой объем информации с требуемой достоверностью с локомотива на напольное устройство. Это позволяет сделать вывод о соответствии технического решения критерию "существенные отличия". A comparison of the proposed solutions with other technical solutions shows that the counters and frequency dividers are widely known. However, with the help of their introduction in this connection with the rest of the circuit elements, a rather large amount of information with the required reliability is transmitted from the locomotive to the floor device in the proposed device. This allows us to conclude that the technical solution meets the criterion of "significant differences".

На фиг. 1 представлен закодированный сигнал; на фиг. 2 - блок-схема устройства; на фиг. 3 - принципиальная схема устройства. In FIG. 1 shows an encoded signal; in FIG. 2 is a block diagram of a device; in FIG. 3 is a schematic diagram of a device.

Устройство для передачи информации с локомотива (фиг. 2) содержит генератор 1 сигнальной частоты, выходом соединенный с входом делителя 3 частоты и одним из входов логического элемента И 6, выход делителя частоты соединен с входом позиционного счетчика 3 (может быть использован счетчик Джонсона), выходы которого посредством настроечных перемычек (НП) на настроечной плате 4 соединены с частью входов логического элемента ИЛИ 5, остальные входы которого соединены с минусовым полюсом источника питания 11, а выход - с вторым входом логического элемента И 6. Выход последнего соединен с входом усилителя 7, выход которого - с выводом первичной обмотки трансформатора 8, второй вывод который подсоединен к минусовому полюсу источника питания 11. Вторичная обмотка трансформатора через резистор 9 соединена со шлейфом 10, который закреплен на изоляторах над крышей локомотива по ее периметру. A device for transmitting information from a locomotive (Fig. 2) contains a signal frequency generator 1, connected to an input of a frequency divider 3 and one of the inputs of a logic element And 6, the output of a frequency divider connected to the input of a position counter 3 (Johnson counter can be used), the outputs of which by means of adjustment jumpers (NP) on the adjustment board 4 are connected to a part of the inputs of the OR logic element 5, the remaining inputs of which are connected to the minus pole of the power supply 11, and the output to the second input of the logic element nta And 6. The output of the latter is connected to the input of the amplifier 7, the output of which is with the output of the primary winding of the transformer 8, the second output which is connected to the negative pole of the power source 11. The secondary winding of the transformer through a resistor 9 is connected to a loop 10, which is mounted on insulators above the roof locomotive around its perimeter.

Блок-схема (фиг. 2) поэлементно раскрыта на принципиальной схема (фиг. 3). Генератор 1 содержит кварцевый резонатор 1.1, резисторы 1.2 и 1.3, логические элементы ИЛИ - НЕ 1.4, 1.5 и 1.6. Выход g генератора соединен с входом делителя, который состоит из счетчика 2 и первого триггера счетчика 3.1. Остальные элементы счетчика 3.1 совместно со счетчиком 3.2 (используются только два выхода) и дешифраторами 3.3 и 3.4 образуют позиционный счетчик 3 (фиг. 2). Следует учесть, что в работе такого счетчика участвуют и элементы 5.10, 5.13, 5.12 и 5.15, которые посредством входов a, b, c и d выбирают одну из четырех настроечных групп (2.1-2.8, 2.9-2.16, 2.17-2.24, 2.25-2.32). Элементы 5.1-5.8, 5.10, 5.13 и 5.15 объединяют линии настроечных групп в единый выход (по принципу работы элемента ИЛИ). Каждая группа (выхода элементов 5.10, 5.12, 5.13 и 5.15) через логический элемент 5.17 соединяется с одним из входов элемента ИЛИ - НЕ 5.18, другой вход которого соединен с выходом 01 счетчика 3.1. Выход элемента ИЛИ - НЕ 5.18 соединен с одним входом элемента ИЛИ - НЕ 6, второй вход которого соединен с выходом g генератора. Элементу ИЛИ - НЕ 6 на фиг. 3 соответствует элемент И 6 на фиг. 2. Остальные элементы на фиг. 2 и 3 совпадают. The block diagram (Fig. 2) is element-wise disclosed to a circuit diagram (Fig. 3). Generator 1 contains a quartz resonator 1.1, resistors 1.2 and 1.3, logical elements OR - NOT 1.4, 1.5 and 1.6. The output g of the generator is connected to the input of the divider, which consists of counter 2 and the first trigger of counter 3.1. The remaining elements of counter 3.1 together with counter 3.2 (only two outputs are used) and decoders 3.3 and 3.4 form a position counter 3 (Fig. 2). It should be noted that the elements 5.10, 5.13, 5.12 and 5.15 also participate in the work of such a counter, which, through the inputs a, b, c and d, select one of the four tuning groups (2.1-2.8, 2.9-2.16, 2.17-2.24, 2.25- 2.32). Elements 5.1-5.8, 5.10, 5.13 and 5.15 combine the lines of the tuning groups into a single output (according to the principle of the operation of the OR element). Each group (outputs of elements 5.10, 5.12, 5.13 and 5.15) through a logical element 5.17 is connected to one of the inputs of the OR element - NOT 5.18, the other input of which is connected to the output 01 of counter 3.1. The output of the OR - NOT 5.18 element is connected to one input of the OR - NOT 6 element, the second input of which is connected to the generator output g. The element OR is NOT 6 in FIG. 3 corresponds to element And 6 in FIG. 2. The remaining elements in FIG. 2 and 3 are the same.

Устройство работает следующим образом. The device operates as follows.

Кодовый сигнал (фиг. 1), представленный в виде импульсов постоянного тока (так выглядит сигнал на выходе элемента ИЛИ - НЕ 5.18), циклически повторяется. Качество каждой посылки (суммарное время паузы и импульса) определяется по интервалу времени между срезами двух импульсов. Информационные и контрольные посылки (1-15) могут принимать значения логического "0" или "1": "0" соответствует временной интервал одного такта (посылке 5 на фиг. 1 соответствует такт 9), а "1" - временной интервал двух тактов (посылке 2 соответствуют такты 5 и 6). Каждый такт содержит паузу длительностью 16Тс, где Т_с - период сигнальной частоты f = 31 кГц (частота взята по аналогии с той, что используется в системе САУТ), и импульс, длительность которого соответствует 16 Т_с или 48 Т_с. Длительность паузы и импульса взяты так, чтобы перекрыть переходные процессы в колебательных контурах схемы приемных устройств.The code signal (Fig. 1), presented in the form of pulses of direct current (this is how the signal at the output of the element looks OR NOT 5.18), cyclically repeated. The quality of each parcel (total pause and pulse time) is determined by the time interval between the slices of two pulses. Information and control premises (1-15) can take the values of logical "0" or "1": "0" corresponds to the time interval of one clock cycle (parcel 5 in Fig. 1 corresponds to clock cycle 9), and "1" - the time interval of two clock cycles (Parcel 2 corresponds to measures 5 and 6). Each cycle contains a pause of 16 Tc, where T _s is the period of the signal frequency f = 31 kHz (the frequency is taken by analogy with that used in the Saute system), and a pulse whose duration corresponds to 16 T _s or 48 T _s . The duration of the pause and pulse are taken so as to block transients in the oscillatory circuits of the receiver circuit.

Исключение составляет заключительная посылка 3 (16), которая имеет большую длительность импульса (80 Т_с) с тем, чтобы определить границу между кодовыми сигналами. Начальная посылка (О) имеет всегда одно значение, значение единицы. Это позволяет существенно упростить схему дешифрации сигнала. Посылки 1-15 несут полезную информацию. Эта часть кода может быть построена с защитой от приема ложной информации. На фиг. 1 представлен кодовый сигнал, состоящий из 11 информационных (1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 9, 10, 11, 13) и 4 контрольных (12, 16, 14, 15) посылок (код Хемминга).An exception is the final premise 3 (16), which has a longer pulse duration (80 T _s ) in order to determine the boundary between the code signals. The initial premise (O) always has one value, the value of one. This allows you to significantly simplify the signal decryption scheme. Parcels 1-15 carry useful information. This part of the code can be built with protection against receiving false information. In FIG. Figure 1 shows a code signal consisting of 11 information (1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 9, 10, 11, 13) and 4 control (12, 16, 14, 15) messages (Hamming code).

Генератор 1 (фиг. 2) генерирует частоту сигнала f_c = 31 кГц. Делитель 2 содержит пять счетных триггеров, осуществляя деление входного сигнала 1 : 32. При этом на выходе делителя при поступлении первых 16 тактов с генератора 1 потенциал понижен, затем повышается и удерживается таким же в течение 16 тактов. Таким образом, вторая половина каждого такта (фиг. 1) имеет токовую посылку (все такты от 1 до 23 включительно). На фиг. 2 это учтено посредством связи между выходом делителя 2 и входом (верхний по схема) элемента ИЛИ 5, а также связи между выходом последнего с входом элемента И 6, который оказывается прозрачным для сигнала с генератора 1 во второй половине каждого такта. Для придания различных качеств (ноль или единица) кодовым посылкам предусмотрены настроечные перемычки между выходами позиционного счетчика 3 и входами логического элемента ИЛИ 5. Наличие перемычки делает весь такт токовым (2, 4, 6, 20, 22, 23), придавая значение единицы посылкам 0, 1, 2, 15, а разделительной посылке 16 - значение два. К свободным входам элемента ИЛИ 5 подсоединен минусовой полюс источника питания 11. С выхода логического элемента И 6 усиленный усилителем 7 сигнал подается на вход согласующего трансформатора 8, выход которого через резистор 9 подключен к шлейфу 10, где создается ток около 0,5 А (по аналогии с САУТ).Generator 1 (Fig. 2) generates a signal frequency f _c = 31 kHz. Divider 2 contains five countable triggers, dividing the input signal 1: 32. At the same time, at the output of the divider, when the first 16 cycles from generator 1 arrive, the potential is lowered, then it rises and holds the same for 16 cycles. Thus, the second half of each measure (Fig. 1) has a current package (all measures are from 1 to 23 inclusive). In FIG. 2 this is taken into account through the connection between the output of the divider 2 and the input (upper in the circuit) of the OR 5 element, as well as the connection between the output of the latter with the input of the And 6 element, which turns out to be transparent to the signal from the generator 1 in the second half of each clock cycle. To give different qualities (zero or one) to the code parcels, configuration jumpers are provided between the outputs of the position counter 3 and the inputs of the OR logic element 5. The presence of a jumper makes the entire cycle current (2, 4, 6, 20, 22, 23), attaching a value of one to the parcels 0, 1, 2, 15, and the separation premise 16 is a value of two. The minus pole of the power source 11 is connected to the free inputs of the OR 5 element. From the output of the And 6 logical element, the signal amplified by the amplifier 7 is fed to the input of the matching transformer 8, the output of which is connected through a resistor 9 to a cable 10, where a current of about 0.5 A is generated (by analogies with SAUT).

Схема генератора 1 (фиг. 2) содержит (фиг. 3) кварцевый резонатор 1.1 частоты, резисторы 1.2 и 1.3, логические элементы ИЛИ - НЕ 1.4, 1.5 и 1.6. Последний взят с четырьмя входами, так как он является частью корпуса интегральной микросхемы. The generator circuit 1 (Fig. 2) contains (Fig. 3) a frequency crystal 1.1, a resistor 1.2 and 1.3, OR gates - NOT 1.4, 1.5 and 1.6. The latter is taken with four inputs, since it is part of the housing of the integrated circuit.

Сигнал с генератора (выход g) поступает на вход делителя частоты, который состоит из счетчика 2 и первого счетного триггера счетчика 3.1 (выход Q1). Остальные триггеры счетчика 3.1 (выходы Q2, Q4, Q8) и счетчик 3.2 представляют пятиразрядный двоичный счетчик, который совместно с дешифратором 3.3 образует восьмиразрядный позиционный счетчик (СТ 3.1 и DC 3.3 можно было бы заменить счетчиком Дженсона, если бы не необходимость иметь делитель 1 : 2 на триггере СТ 3.1 с выходом Q1). The signal from the generator (output g) is fed to the input of the frequency divider, which consists of counter 2 and the first counting trigger of counter 3.1 (output Q1). The remaining triggers of counter 3.1 (outputs Q2, Q4, Q8) and counter 3.2 represent a five-digit binary counter, which, together with decoder 3.3, forms an eight-digit position counter (CT 3.1 and DC 3.3 could be replaced by a Jenson counter, if it were not necessary to have a divider 1: 2 on trigger ST 3.1 with output Q1).

Дешифратор 3.3 при передаче одного кодового сигнала работает в четыре прохода благодаря дешифратору 3.4, который посредством логических элементов 5.10, 5.12, 5.13 и 5.15 определяет момент использования клемм 1.1 - 1.8, 1.9 - 1.16, 1.17 - 1.24, 1.25 - 1.32 настроечной платы 4. Элементы ИЛИ - НЕ 5.17 и 5.18 объединяют все сигналы шифратора в один и управляют работой элемента ИЛИ - НЕ 6, который оказывается прозрачным для сигналов с генератора 1 при пониженном потенциале на втором входе. The decoder 3.3, when transmitting one code signal, operates in four passes thanks to the decoder 3.4, which determines the time of using terminals 1.1 - 1.8, 1.9 - 1.16, 1.17 - 1.24, 1.25 - 1.32 of the adjustment board 4. using the logic elements 5.10, 5.12, 5.13 and 5.15. OR - NOT 5.17 and 5.18 combine all the encoder signals into one and control the operation of the OR - NOT 6 element, which turns out to be transparent to signals from generator 1 with a reduced potential at the second input.

Все интегральные схемы устройства предусмотрены в серии 564 как наиболее защищенные от помех и вибрации, а также некритичны к величине питающего напряжения. Эти качества делают устройство наиболее безотказным в условиях вибрации и при значительных колебаниях питающего напряжения, что немаловажно для передачи информации номера локомотива на напольные устройства. Рассмотренный на фиг. 1 кодовый сигнал позволяет передать 2048 комбинаций, что является достаточным для передачи системного номера локомотива на любой из дорог. При использовании восьми выходов дешифратора 3.4 объем передаваемой информации может быть увеличен в 16 раз. All integrated circuits of the device are provided in the 564 series as the most protected from interference and vibration, and are also not critical to the magnitude of the supply voltage. These qualities make the device the most reliable under vibration conditions and with significant fluctuations in the supply voltage, which is important for transmitting locomotive number information to outdoor devices. Referring to FIG. 1 code signal allows you to transmit 2048 combinations, which is sufficient to transmit the locomotive system number to any of the roads. When using eight outputs of the decoder 3.4, the amount of transmitted information can be increased by 16 times.

В качестве элементов схем (фиг. 3) предусмотрены следующие: 1.1, 7 - КВ, V3, V4, V5 8, 9 взяты такими же как и в САУТ, 1.2 и 1.3 - резисторы с номиналом 30 кОм, интегральные микросхемы 1.4, 1.5, 5.17, 6 - 564 ЛЕ5, 1.6, 5.1, 5.2, 5.3, 5.4, 5.5, 5.6, 5.7, 5.8, 5.17 - 564 ЛЕ6, 2, 3.1, 3.2 - 564 ИЕ10, 3.3, 3.4 - 564 ИД1, 3.5, 3.6, 5.9, 5.10, 5.11, 5.12, 5.13, 5.14, 5.15, 5.16 - 564 ЛА7. The following elements are provided as circuit elements (Fig. 3): 1.1, 7 - HF, V3, V4, V5 8, 9 are taken the same as in SAUT, 1.2 and 1.3 - resistors with a nominal value of 30 kOhm, integrated circuits 1.4, 1.5, 5.17, 6 - 564 LE5, 1.6, 5.1, 5.2, 5.3, 5.4, 5.5, 5.6, 5.7, 5.8, 5.17 - 564 LE6, 2, 3.1, 3.2 - 564 IE10, 3.3, 3.4 - 564 ID1, 3.5, 3.6, 5.9, 5.10, 5.11, 5.12, 5.13, 5.14, 5.15, 5.16 - 564 LA7.

Анализ устройства для передачи информации показал, что по сравнению с прототипом устройство обеспечивает встречное направление передачи информации (с локомотива на путь), объем которой достаточен для трансляции номера локомотива и вспомогательной информации (повреждение тяговых двигателей и т.д.). Analysis of the device for transmitting information showed that, in comparison with the prototype, the device provides the opposite direction of information transfer (from the locomotive to the path), the volume of which is sufficient to broadcast the locomotive number and auxiliary information (damage to traction engines, etc.).

Claims

DEVICE FOR TRANSMISSION OF INFORMATION FROM A LOCOMOTIVE, containing a pulse generator, the output of which through an amplifier is connected to a transmitting antenna, characterized in that it is equipped with a pulse frequency divider, a position counter, OR and I elements, an amplifier, a transformer, a resistor and tuning jumpers, and a transmitting the antenna is made in the form of a piece of wire and is connected through a resistor to one of the windings of the transformer, the other winding of which is connected to the output of the amplifier, the input of which is connected to the output of the element coagulant And, one input of which is connected to the output of the divider pulse repetition frequency connected to the clock input of the position counter, and other inputs tuning jumpers associated with the position of the counter outputs, one of which is connected to reset inputs of frequency divider repetition counter positional pulses.