Устройство подавления импульсных помех на входе локомотивного приемника АЛС
DEVICE FOR SUPPRESSING IMPULSE NOISE IN INPUT OF LOCOMOTIVE RECEIVER ALS

Изобретение относится к области железнодорожной автоматики и телемеханики, преимущественно к автоматической локомотивной сигнализации, и может быть использовано для подавления импульсных помех на входе локомотивного приемника бортовой аппаратуры автоматической локомотивной сигнализации.
Известен локомотивный приемник сигналов автоматической локомотивной сигнализации для участков с электротягой переменного тока, содержащий соединенные встречно-последовательно локомотивные катушки, а также соединенные последовательно между собой полосовой фильтр со средними частотами двух его полос пропускания 25 и 75 Гц, усилитель с автоматическим регулированием усиления и дешифратор с элементами контроля и управления, дополнительно снабжен режекторным фильтром со средней частотой полосы подавления 50 Гц, автоматическим переключателем-интегратором, электронным ключом, полосовым фильтром со средней частотой полосы пропускания 25 Гц и полосовым фильтром со средней частотой полосы пропускания 75 Гц (RU 94944, B61L 25/06, 10.06.2010 г.).
Известная полезная модель повышает помехоустойчивость приемного устройства автоматической локомотивной сигнализации (АЛС) при воздействии помех от переменного тягового тока. Однако она не предназначена для подавления импульсных помех на входе локомотивного приемника АЛС.
Известно устройство подавления помех на входе локомотивного приемника АЛС (Кравцов Ю.А. Системы железнодорожной автоматики и телемеханики, М., Транспорт, 1996 г.). В известном устройстве используют катушки на входе локомотивного приемника, в которых помехи от тягового тока в рельсах наводятся в противофазе, и поэтому на вход приемника поступает их разница, зависящая от асимметрии тягового тока в рельсах.
Такой способ подавления пригоден только для флуктуационных помех и не может в полной мере подавить импульсные помехи.
Наиболее близким аналогом является устройство подавления импульсных помех, состоящее из трех звеньев: широкополосного фильтра, звена-ограничителя, значительно уменьшающего амплитуду импульса, и, наконец, узкополосного фильтра (Леонов А.А. Техническое обслуживание автоматической локомотивной сигнализации, М., Транспорт, 1982, с. 116-125).
Известное устройство позволяет ограничивать помеху только на одном уровне, что не дает возможности эффективно подавлять уровень импульсных помех при изменении величины полезных сигналов АЛС, передаваемых по рельсовым цепям. Локомотивный приемник АЛС работает при изменении уровня сигнала на его входе в десятки раз, что исключает эффективность постоянного уровня ограничения, которое при использовании способа ШОУ (широкая полоса - ограничитель - узкая полоса) может быть только при уровне ограничения вблизи амплитуды сигнала.
Задачей, на решение которой направлено изобретение, является создание устройства подавления импульсных помех на входе локомотивного приемника АЛС, обеспечивающего эффективное подавление импульсных помех при изменении их уровня и регулировку значения уровня порога по отношению к уровню полезного кодового сигнала автоматической локомотивной сигнализации, передаваемого на вход локомотивного приемника АЛС.
Технический результат заключается в повышении эффективности подавления импульсных помех на входе локомотивного приемника АЛС.
Указанный технический результат достигается тем, что устройство подавления помех на входе локомотивного приемника АЛС содержит фильтр, соединенный с выводами установленных на локомотиве приемных катушек сигналов АЛС, двухсторонний амплитудный ограничитель, последовательно соединенные амплитудный детектор, интегратор и блок задания порога ограничения, выходом подключенный к управляющему входу ограничителя, вход которого подключен к выходу фильтра, а выход - к входу локомотивного приемника АЛС, при этом выход фильтра соединен с входом амплитудного детектора, интегратор выполнен с возможностью задания постоянной времени интегрирования, а фильтр - в виде фильтра нижних частот или режекторного фильтра, настроенного на частоту 50 Гц.
Сущность изобретения поясняется чертежом, на котором представлена структурная схема устройства подавления импульсных помех на входе локомотивного приемника АЛС.
Устройство подавления помех на входе локомотивного приемника АЛС содержит фильтр 1, соединенный с выводами установленных на локомотиве приемных катушек 2 сигналов АЛС, двухсторонний амплитудный ограничитель 3, последовательно соединенные амплитудный детектор 4, интегратор 5 и блок 6 задания порога ограничения, выходом подключенный к управляющему входу ограничителя 3, вход которого подключен к выходу фильтра 1, а выход - к входу локомотивного приемника 7 АЛС, при этом вход амплитудного детектора 4 соединен с выходом фильтра 1, интегратор выполнен с возможностью задания постоянной времени интегрирования, а фильтр - в виде в виде фильтра нижних частот или режекторного фильтра, настроенного на частоту 50 Гц.
Величину постоянной времени интегрирования задают исходя из допустимой инерционности работы существующих систем приема сигналов АЛС.
В конкретном примере выполнения предлагаемого устройства для согласования его работы с работой блока автоматической регулировки усиления локомотивного приемника 7 АЛС величину постоянной времени интегратора 5 задают равной порядка 2-3 сек.
При электротяге переменного тока в качестве фильтра 1 используют настроенный на частоту 50 Гц режекторный фильтр для подавления гармонической помехи от тягового тока, а при электротяге постоянного тока - фильтр нижних частот для подавления гармоник тягового тока и несущих частот рельсовых цепей.
Импульсные помехи возникают, как правило, в результате резких изменений уровней тягового тока при проезде локомотивом изолирующих стыков и участков с неравномерной намагниченностью рельсов, при изменении сопротивления контакта рельс-колесо ближайших к приемным катушкам 2 колесных пар. Также источниками импульсных помех могут быть коммутационные процессы при токосъеме пантографом локомотива тягового тока контактной сети, а также в коллекторах машин, преобразовательных установках и других элементах электрооборудования локомотива.
В связи со значительной сложностью или недоступностью способов борьбы с импульсными помехами непосредственно у источников их возникновения защита от них осуществляется в месте приема, на входе локомотивного приемника 7 АЛС.
Предлагаемое устройство подавления импульсных помех на входе локомотивного приемника автоматической локомотивной сигнализации работает следующим образом.
Сигнал с локомотивных приемных катушек 2 поступает на вход локомотивного приемника 7 через последовательно соединенные фильтр 1 и двухсторонний ограничитель 3 амплитуды, порог ограничения которого устанавливается автоматически в соответствии с фактическим уровнем амплитуды принимаемого полезного сигнала АЛС. Порог ограничения определяется путем детектирования сигнала с выхода фильтра 1 и его последующего интегрирования.
Сигнал с приемных катушек 2 вместе с помехами поступает в фильтр 1. При тяге переменного тока фильтр 1 подавляет гармоническую помеху, наводимую в локомотивных катушках на частоте тягового тока 50 Гц, а при тяге постоянного тока - гармонические колебания от токов тональных рельсовых цепей и высших гармоник тягового тока, а полезный сигнал АЛС с импульсными помехами передает в амплитудный детектор 4. Амплитудный детектор 4 осуществляет двухстороннее детектирование поступившего сигнала с импульсными помехами. Детектированные сигналы поступают на вход интегратора 5.
С выхода интегратора 5 напряжение постоянного тока, пропорциональное амплитуде манипулированного сигнала, поступает на вход блока 6 задания порогов ограничения. Блок 6 является источником напряжения, которое подается для задания порогов ограничения на вход управления двухстороннего ограничителя 3 амплитуды сигналов и определяет уровень порога ограничения. В зависимости от величины коэффициентов передачи блоков 4, 5 и 6 пороги ограничения могут быть установлены на уровне амплитуды кодового сигнала или несколько отличаться от него. При увеличении уровня принимаемых кодовых сигналов АЛС порог ограничения повышается, а в случае его снижения - понижается.
Таким образом, автоматически обеспечивается плавающий порог амплитудного ограничителя 3 сигналов АЛС при изменении их уровня, которое имеет место при движении локомотива по рельсовой цепи. Это позволяет существенно уменьшить количество ложных регистраций и пропусков посылок кодовых сигналов АЛС, что в конечном итоге повышает безопасность движения и эффективность управления локомотивом.