Устройство для избирания частотных сигналов телемеханики

 

Изобретение относится к телемеханике , а именно к устройствам для избирания частотно-манипулированных сигналов, и может быть использовано на промышленных предприятиях, в энергетике , в городском хозяйстве и на транспорте Цель изобретения - повышение надежности и упрощение изготовления и настройки устройства. Устройство содержит первый и второй фильтры , первый, второй, третий, четвертый , пятый и шестой элементы нагрузки , первый, второй, третий, четвертый и пятый ограничительные элементы, первый, второй, третий и четвертый элементы согласования, первый и второй элементы обратной связи, первый и второй усилители, первьш, второй и третий разделительные элементы, первый , второй, третий и четвертый коммутируемые фильтры, первый и второй элементы НЕ, первый и второй управляемые генераторы коммутирующи:х сигналов . Комментирующий фильтр содержит счетчик, мультиплексор, накопительные элементы, ограничительный элемент . Введение коммутируемых фильтров в устройство позволит сократить количество трудоемких в изготовлении и настройке и недостаточно надежных RC-фильтров. Групповой метод настройки при помощи делителей частоты с переменным коэффициентом деления в управляемых генераторах коммутируемых сигналов упрощает процесс настройки устройства. Применение в управляемь1х генераторах коммутирующих сигналов залающего генератора с кварцевой стабилизацией частоты обеспечивает высокую надежность устройства, при этом снижаются требования к надежности RC-фильтров. 2 ил. (С .

СООЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН (51)4 С 08 С 19/28

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

И А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4095026/24-24 (22) 20.05.86 (46) 30.12.87. Бюл. 11 - 48 (71) Всесоюзный научно-исследовательский институт железнодорожного транспорта (72) В.Я. Овласюк, В.С. Хальков и Б.А. Аксельрод (53) 621.398(088.8) (56) Интегральные микросхемы в устройствах автоматики и защиты тяговых сетей/Под ред. В.Я. Овласюка. М, Транспорт, 1985, с. 282, рис, 1.52. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗБИРАНИЯ ЧАСТОТНЫХ СИГНАЛОВ ТЕЛЕМЕХАНИКИ (57) Изобретение относится к телемеханике, а именно к устройствам для избирания частотно-манипулированных сигналов, и может быть использовано на промышленных предприятиях, в энергетике, в городском хозяйстве и на транспорте. Цель изобретения — повышение надежности и упрощение изготовления и настройки устройства. Устройство содержит первый и второй фильтры, первый, второй, третий, четвертый, пятый и шестой элементы нагрузки, первый, второй, третий, четвер„„SU„„1363287 А 1 тый и пятый ограничительные элементы первый, второй, третий и четвертый элементы согласования, первый и второй элементы обратной связи, первый и второй усилители, первый, второй и третий разделительные элементы, первый, второй, третий и четвертый коммутируемые фильтры, первый и второй элементы НЕ, первый и второй управляемые генераторы коммутирующих сигналов. Коммутирующий фильтр содержит счетчик, мультиплексор, накопительные элементы, ограничительный элемент. Введение коммутируемых фильтров в устройство позволит сократить количество трудоемких в изготовлении и настройке и недостаточно надежных

RC-фильтров. Групповой метод настрой ки при помощи делителей частоты с пе ременным коэффициентом деления в управляемых генераторах коммутируемых сигналов упрощает процесс настройки устройства. Применение в управляемых генераторах коммутирующих сигналов задающего генератора с кварцевой стабилизацией частоты обеспечивает высокую надежность устройства, при этом снижаются требования к надежности RC-фильтров. 2 ил, 1363287

Изобретение относится к телемеханике, а именно к устройствам для ! избирания частотно-манипулированных сигналов, и может быть использовано на промышленных предприятиях, в энергетике, в городском хозяйстве и на транспорте.

Цель изобретения — повышение надежности и упрощение изготовления и настройки устройства.

На фиг. 1 изображена функциональная схема устройства; на фиг. 2— временные диаграммы работы устройства.

Устройство содержит первый 1 и второй 2 фильтры, первый 3, второй

4, третий 5, четвертый 6, пятый 7 и шестой 8 элементы нагрузки, первый

9, второй 10, третий 11, четвертый

12 и пятый 13 ограничительные элементы, первый 14, второй 15, третий 16 и четвертый 17 элементы согласования, первый 18 и второй 19 элементы обратной связи, первый 20 и второй 21 усилители первый 22, второй 23 и третий 24 разделительные элементы, первый 25, второй 26, третий 27 и четвертый 28 коммутируемые фильтры, первый 29 и второй 30 элементы НЕ, первый 31 и второй 32 управляемые генераторы коммутирующих сигналов.

Коммутируемый фильтр содержит счетчик 33, мультиплексор 34, накопительные элементы 35„-35„, ограничительный элемент 36.

Устройство работает следующим образом.

Частотно-манипулированный сигнал телемеханики с частотами f — В f u

f +ЛЙ с входа устройства через активный КС-фильтр 1 поступает на объединенные входы коммутируемых фильтров 25 и 26. На один из них от управляемого генератора коммутирующих сигналов поступает последовательность импульсов с частотой f -df, на другой — с частотой f +df. При совпадении частоты на входе устройства с частотой коммутации фильтра на его выходе появляется ступенчатый сигнал той же частоты, аппроксимирующий синусоиду, При изменении частоты частотно-манипулированного сигнала аналогичный ступенчатый сигнал появляется на выходе другого коммутируемого фильтра звена. При последовательном соединении достаточного количества звеньев достигается необходимая крутизна амплитудно-частотной характеристики (АЧХ) устройства и достаточное затухание для сигналов соседних каналов. С выхода второго усилителя ступенчатый сигнал поступает на другой активный RC-фильтр 2, с трех выходов которого через элементы нагрузки 6-8 (резисторы) на выход устройства поступает синусоидальный сигнал. Резонансная частота коммутируемого фильтра определяется

10 частотой коммутации интегрирующих элементов, Применив в качестве управляемого генератора коммутирующих ся высокие требования, так как он должен подавать полосу частот вблизи нуля и сигналы кратных частот на входе коммутируемых фильтров, которые вследствие неоднозначности передачи коммутируемого фильтра создают помеху на основной частоте. Такое устройство получается сложным, а количество активных звеньев в нем

45 почти не уменьшается.

В предлагаемом устройстве для аналоговой фильтрации на входе и выходе используются однозвенные низкодобротные звенья. Формирование его

АЧХ поясняется фиг. 2, на которой позициями 37-40 обозначена гребенчатая АЧХ фильтра, коммутируемого с частотой и -ЛГ, позициями 41-44 гребенчатая АЧХ фильтра, коммутируемого с частотой- f +df; позициями 4550

55 сигналов генератор с кварцевой стабилизацией частоты с последующим ее делением перестраиваемыми делителями, можно обеспечить высокую надежность и точность настройки по частоте коммутируемых фильтров и всего устройства. Это позволяет образовать большое число каналов в тональном диапазоне частот. При этом упрощается

25 настройка устройства, которая сводится к подбору коэффициентов деления частоты усилителя, коммутирующего группу фильтров. Однако гребенчатая форма АЧХ коммутируемого фильтра затрудняет его применение в прямом виде для избирания частотных сигналов телемеханики. Он пропускает не только основную полосу частот, но и кратные частоты, а также полосу частот вблизи нуля (фиг. 2), Поэтому требуется дополнительная аналоговая фильтрация на входе и выходе устройства. При этом к аналоговому фильтру на входе устройства предъявляют1363287 з, 50 — АЧХ звена коммутируемых фильтров, позицией 51 — АЧХ активного

RC-звене с нулем передачи на тройной частоте канала 3f, позицией

52 — АЧХ устройства для избирания частотных сигналов телемеханики, позициями 37 и 44 — АЧХ в полосе частот вблизи нуля, пропускаемых коммутируемым фильтром, позициями 38, 42, 45, 46 и 52 — АЧХ первого резонанса, позициями 39, 43, 47 и 48 — АЧХ второго резонанса, позициями 40, 44, 49 и 50 — АЧХ третьего резонанса коммутируемых фильтров.

Пропускаемые коммутируемыми фильтрами низкочастотные сигналы помехи (АЧХ 37-41) взаимно компенсируются в операционных усилителях. Для взаимной компенсации помех на выходе коммутируемых фильтров от сигнала, частота которого близка двойной частоте коммутации (АЧХ 39, 43, 47 и 48), фильтры, работающие на одной частоте, коммутируются импульсными сигналами, сдвинутыми по фазе включением элементов НЕ (фиг. 1) . Подавление помех от сигналов с тройной и большей кратностью частот (фиг, 2, АЧХ 40, 44, 49 и 50) осуществляется входным активным звеном, для чего нуль передачи этого звена настраивается на тройную частоту канала (фиг. 2, поз.

51). Для сигналов, образующих резонансы высших порядков, входное активное RC-звено представляет достаточно большое затухание, а их амплитуда на выходе коммутируемого фильтра с ростом частоты сильно снижается.

Активное звено на выходе устройства преобразует ступенчатый сигнал в синусоидальный и вносит дополнительное затухание для сигналов соседних каналов. Иуль передачи этого звена также настраивается на тройную .частоту канала.

При перекосе плеч АЧХ устройства вследствие погрешностей настройки и разброса параметров отдельных звеньев производится ее выравнивание изменением сопротивления второго 10 и третьего 11 ограничительных элементов (фиг. 1).

Использование коммутируемых фильтров в предлагаемом устройстве позволяет сократить количество трудоемких в изготовлении и настройке и недостаточно надежных RC-фильтров. Групповой метод настройки при помощи делителей частоты с переменным коэффициентом деления еще более упрощает процесс настройки устройства.

Применение в управляемых генераторах коммутирующих сигналов задаюшего генератора с кварцевой стабилизацией частоты обеспечивает высокую надежность всего устройства, при этом снижаются требования к надежности активных RC-фильтров.

Ф о р м у л а и з обретения

Устройство для избирания частотных сигналов телемеханики, содержащее первый фильтр, вход которого соединен с первым выводом первого ограничительного элемента, второй вывод которого является входом устройства, первый, второй и третий выходы первого фильтра через первый, второй и третий элементы нагрузки соответственно объединены и подключены к первому .выводу первого разделительного элемента, второй фильтр, первый, второй и третий выходы которого через четвертый, пятый и шестой элементы г нагрузки соответственно объединены и являются выходом устройства, первый усилитель, выход которого через первый элемент обратной связи соединен со своим первым входом и с первым выводом первого элемента согласования, первый вывод второго ограничительного элемента подключен к шине нулево35 го потенциала, о тли ч а юще е с я тем, что, с целью повышения надежности и упрощения изготовления

40 и настройки устройства, в него введены третий, четвертый и пятый, ограничительные элементы, второй, третий и четвертый элементы согласования, второй элемент обратной связи, второй усилитель, второй и третий разде45 лительчые элементы, первый, второй, третий и четвертый коммутируемые фильтры, первый и второй элементы И, первый и второй управляемые генераторы коммутирующих сигналов, второй вывод первого разделительного элемента подключен к первым входам первого и второго коммутируемых фильтров, выход первого коммутируемого фильтра подключен к вторым выводам перво5 го элемента согласования и второго ограничительного элемента, выход

Второго коммутируемого фильтра подключен к первым выводам второго эле 1363287 мента согласования и третьего ограничительного элемента, второй вывод второго элемента согласования подключен к второму входу первого уси5 лителя и к первому выводу четвертого ограничительного элемента, выход первого усилителя через второй разделительный элемент подключен к первым входам третьего и четвертого коммутируемых фильтров, выходы которых подключены к первым выводам третьего и четвертого элементов согласования, второй вывод третьего элемента согласования подключен к первому выводу второго элемента обратной связи и к первому входу второго усилителя, выход которого подключен к второму выводу второго элемента обратной связи и через третий разделительный элемент — к входу второго фильтра, второй вывод четвертого элемента согласования подключен к первому выводу пятого ограничительного элемента и второму входу второго усилителя, вторые выводы третьего, четвертого и пятого ограничительных элементов подключены к шине нулевого потенциала, выход первого управляемого генератора коммутирующих сигналов подключен к второму входу первого коммутируемого фильтра и через первый элемент НЕ к второму входу третьего коммутируемого фильтра, выход второго управляемого генератора коммутирующих сигналов подключен к второму входу второго коммутируемого фильтра и черезвторой злементНЕ квторому входу четвер огокоммутируемога фильтра.

1363287

Составитель И.Кузнецов

Техред Л.Олийнык

Корректор, С,Шекмар

Редактор Е.Копча

Тираж 544 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Заказ 6366/44

Производственно-полиграфическое предприятие, г, Ужгород, ул. Проектная, 4