УСТАНОВКА ДЛЯ ДЕМОНСТРАЦИИ ЗАТУХАНИЯ В ТРАКТЕ КАНАЛА АВТОМАТИЧЕСКОЙ ЛОКОМОТИВНОЙ СИГНАЛИЗАЦИИ

Полезная модель относится к средствам обучения и может быть использована в учебном процессе для исследования и демонстрации тракта канала автоматической локомотивной сигнализации с целью определения оптимального рабочего диапазона частот.
Известна установка для демонстрации затухания в тракте канала автоматической локомотивной сигнализации, состоящая из источника сигнала автоматической локомотивной сигнализации, измерителя мощности источника сигнала автоматической локомотивной сигнализации, согласующего трансформатора, искусственной рельсовой линии, приемного тракта автоматической локомотивной сигнализации, содержащего модели рельсов, сопротивление колесной пары, приемные катушки, сопротивление нагрузки приемных катушек, измеритель мощности сигнала на сопротивлении нагрузки приемных катушек, первый и второй переключатели [Свидетельство на полезную модель №16216. Установка для демонстрации затухания в тракте канала автоматической локомотивной сигнализации. Авторы Леушин В.Б. и др., опубл. 10.12.2000 г., БИ №34].
Данное техническое решение выбрано в качестве прототипа. Недостатком установки для демонстрации затухания в тракте канала автоматической локомотивной сигнализации является отсутствие возможности исследования, и демонстрации влияния зависимости соотношения сигнал/помеха на выходе полосового фильтра приемника автоматической локомотивной сигнализации от частоты несущей
сигнала автоматической локомотивной сигнализации с целью определения оптимального рабочего диапазона частот.
Техническим результатом установки для демонстрации затухания в тракте канала автоматической локомотивной сигнализации является расширение функциональных возможностей, повышение достоверности информации и возможность анализировать механизм определения оптимального рабочего диапазона частот.
Технический результат достигается тем, что в установку для демонстрации затухания в тракте канала автоматической локомотивной сигнализации, состоящую из источника сигнала автоматической локомотивной сигнализации, измерителя мощности источника сигнала автоматической локомотивной сигнализации, первого переключателя, согласующего трансформатора, искусственной рельсовой линии, приемного тракта автоматической локомотивной сигнализации, состоящего из модели рельсов, сопротивления колесной пары, приемных катушек, сопротивления нагрузки приемных катушек, измерителя мощности сигнала на сопротивлении нагрузки приемных катушек и второго переключателя, причем источник сигнала автоматической локомотивной сигнализации выходом соединен со входом измерителя мощности источника сигнала автоматической локомотивной сигнализации и через первый переключатель и согласующий трансформатор с входом искусственной рельсовой линии, выход которой соединен с приемным трактом автоматической локомотивной сигнализации через вход модели рельсов, над которыми расположены приемные катушки, а выход модели рельсов зашунтирован сопротивлением колесной пары, дополнительно введены источник помех, полосовой фильтр приемника автоматической локомотивной сигнализации, блок вычисления соотношения сигнал/помеха, пульт,
содержащий блок управления коммутаторами, коммутаторы источника сигнала автоматической локомотивной сигнализации, полосового фильтра приемника автоматической локомотивной сигнализации и сопротивления нагрузки приемных катушек, причем источник помех через второй переключатель соединен со вторым входом искусственной рельсовой линии, выход приемных катушек соединен через полосовой фильтр приемника автоматической локомотивной сигнализации с входом сопротивления нагрузки приемных катушек, выход которого соединен с входом измерителя мощности сигнала на сопротивлении нагрузки приемных катушек, выход которого соединен с входом блока вычисления соотношения сигнал/помеха, пульт соединен с входами источника сигнала автоматической локомотивной сигнализации, полосового фильтра приемника автоматической локомотивной сигнализации, сопротивления нагрузки приемных катушек через выходы коммутаторов источника сигнала автоматической локомотивной сигнализации, полосового фильтра приемника автоматической локомотивной сигнализации, сопротивления нагрузки приемных катушек, вход каждого из которых соединен с выходами блока управления коммутаторами.
На фиг.1 представлена функциональная схема установки для демонстрации затухания в тракте канала автоматической локомотивной сигнализации.
На фиг.2 представлены графики, поясняющие механизм затухания.
На фиг.3 представлены графики, поясняющие механизм определения рабочего диапазона частот, в котором соотношение сигнал/помеха будет максимально.
Установка для демонстрации затухания в тракте канала автоматической локомотивной сигнализации содержит 1, измеритель мощности источника сигнала автоматической локомотивной сигнализации 2, первой переключатель 3, согласующий трансформатор
4, искусственную рельсовую линию 5, приемный тракт автоматической локомотивной сигнализации 6, модель рельсов 7, сопротивления колесной пары 8, приемные катушки 9, 10, сопротивление нагрузки приемных катушек 11, измеритель мощности сигнала на сопротивлении нагрузки приемных катушек 12, блок вычисления соотношения сигнал/помеха 13, источник помех 14, второй переключатель 15, пульт 16, блок управления коммутаторами 17, коммутатор источника сигнала автоматической локомотивной сигнализации 18, коммутатор полосового фильтра приемника автоматической локомотивной сигнализации 19, коммутатор сопротивления нагрузки приемных катушек 20.
Установка для демонстрации затухания в тракте канала автоматической локомотивной сигнализации работает следующим образом.
Исследование проводится в два этапа: первый этап - измерение мощности сигнала на сопротивлении нагрузки приемных катушек 11 при отсутствии помех рельсовых линий; второй этап - измерение мощности помех на сопротивлении нагрузки приемных катушек 11 при отсутствии сигнала автоматической локомотивной сигнализации и вычисление соотношения сигнал/помеха.
Первый этап выполняется следующим образом. Источник сигнала автоматической локомотивной сигнализации 1 формирует несущую сигнала в одном из рабочих диапазонов частот, мощность которого фиксирует измеритель мощности источника сигнала автоматической локомотивной сигнализации 2. При этом полосовой фильтр приемника автоматической локомотивной сигнализации 10 настроен на тот же диапазон частот. Настройка источника сигнала автоматической локомотивной сигнализации 1 и полосового фильтра приемника автоматической локомотивной сигнализации 10 на конкретный рабочий диапазон частот производится посредством коммутаторов 18 и 19
соответственно. Учитывая то, что внутреннее сопротивление приемных катушек 9 и сопротивление передачи полосового фильтра приемника автоматической локомотивной сигнализации 10 имеют различные значения на различной частоте, сопротивление нагрузки приемных катушек 11 изменяется в соответствии с этим посредством коммутатора сопротивления нагрузки приемных катушек 20. Коммутаторами 18, 19 и 20 управляет блок управления коммутаторами 17, расположенный на пульте 16.
Посредством первого переключателя 3, источник сигнала автоматической локомотивной сигнализации 1 подключается через согласующий трансформатор 4 к искусственной рельсовой линии 5. В это время вторым переключателем 15 источник помех 14 отключен от второго входа искусственной рельсовой линии 5. Сигнал автоматической локомотивной сигнализации в приемном тракте автоматической локомотивной сигнализации 6 создает вокруг модели рельсов 7, которые зашунтированы сопротивлением колесной пары 8, магнитное поле, наводящее в приемных катушках 9 ЭДС сигнала автоматической локомотивной сигнализации. На сопротивлении нагрузки приемных катушек 11, подключенном к выходу полосового фильтра приемника автоматической локомотивной сигнализации 10 измеряется мощность сигнала посредством измерителя мощности сигнала на сопротивлении нагрузки приемных катушек 12.
Второй этап выполняется следующим образом.
Посредством первого переключателя 3 источник сигнала автоматической локомотивной сигнализации 1 отключается от искусственной рельсовой линии 5, а посредством второго переключателя 15 источник помех 14 подключается ко второму входу искусственной рельсовой линии 5. Источник помех 14 формирует помехи рельсовых линий, ЭДС которых появляется на выходе приемных катушек 9.
Измеряется мощность помех на сопротивлении нагрузки приемных катушек 11 посредством измерителя мощности сигнала на сопротивлении нагрузки приемных катушек 12. Затем блок вычисления соотношения сигнал/помеха 13 вычисляет соотношение сигнал/помеха на основе полученных данных.
Далее производится перенастройка источника сигнала автоматической локомотивной сигнализации 1, полосового фильтра приемника автоматической локомотивной сигнализации 10 и сопротивления нагрузки приемных катушек 11. После чего исследования выполняются в том же порядке и так до тех пор, пока не будет установлен диапазон рабочих частот, в котором соотношение сигнал/помеха будет максимально.
На фиг.2 представлены графики: поясняющие механизм затухания в рельсовой линии - график 1, в индуктивной линии (приемные катушки-рельс) - график 2 и в индуктивно-рельсовой линии (линии канала автоматической локомотивной сигнализации) - график 3.
График 1 показывает, что с увеличением частоты несущей сигнала затухание в рельсовой линии увеличивается.
График 2 показывает, что с увеличением частоты несущей сигнала затухание в индуктивной линии уменьшается.
График 3 показывает, что с увеличением частоты несущей сигнала затухание в индуктивно-рельсовой линии имеет четко выраженный экстремум, то есть минимальное затухание в ограниченном диапазоне частот.
На фиг.3 представлены графики, поясняющие механизм определения рабочего диапазона частот, в котором соотношение сигнал/помеха будет максимально:
- график 1 представляет зависимость мощности сигнала на сопротивлении нагрузки приемных катушек 12 от частоты несущей
сигнала. Из графика 1 видно, что на частотах, где затухание сигнала в индуктивно-рельсовой линии минимально, величина мощности сигнала максимальна.
- график 2 представляет зависимость мощности помехи на сопротивлении нагрузки приемных катушек 12 от частоты рабочего диапазона. Широко известно, что мощность помехи в различных рабочих диапазонах частот различна.
Установка для демонстрации затухания в тракте канала автоматической локомотивной сигнализации позволяет установить рабочий диапазон частот, в котором соотношение сигнал/помеха на выходе полосового фильтра приемника автоматической локомотивной сигнализации максимальна, а значит и помехоустойчивость соответственно тоже будет максимальна.
Измеритель мощности источника сигнала автоматической локомотивной сигнализации позволяет установить мощность источника сигнала автоматической локомотивной сигнализации, при которой будет соблюдаться максимальная помехоустойчивость и КПД канала.
Применение предлагаемой установки для демонстрации затухания в тракте канала автоматической локомотивной сигнализации позволяет наиболее точно установить рабочий диапазон частот, в котором канал автоматической локомотивной сигнализации в условиях действия помех рельсовых линий будет функционировать с максимальной помехоустойчивостью.