Устройство для измерения параметров движения отцепов на сортировочной горке

 

Использование: для измерения параметров движения отцепов на сортировочной горке. Сущность изобретения; устройство содержит блок выделения высокочастотной составляющей доплеровского сигнала, приемопередающую антенну, преобразователь доплеровского сигнала управляемый генератор импульсоа делитель частоты, триггер и регистратор. 1 ид

Комитет Российской Федерации по патентам и товарным знакам ю

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ПАТЕНТУ

3

1 (21) 50041 78/11 (22) 08.1091 (46) 30.11.93 Бюл. Йа 43-44 (75) Шелухин В.И„Фомин АФ„Малышев ИК Бахарев ВА; Смычек МА (73) Московский институт инженеров Железнодорожного транспорта (И) УСТРОЙСТВО ДИЯ ИЗМЕРЕНИЯ AAPAМЕТРОВ ДВИЖЕНИЯ ОТЦЕПОВ НА СОРТИ(sly Rlj (и) 2003543 Cl (Q) 5 В61 17 (Ю

РОВОЧНОЙ ГОРКЕ (57) Использование: дпя измерения параметров движения отцепов íà сортировочной горке. Сущность изобретения: устройство содержит блок вы деления высокочастотной составпякнцей долперовского сигнала, приемопередающую антенну, преобразователь допперовского сигнала управляемый генератор импульсов, делитель частоть триггер и регистратор 1 ип

2003543

Изобретение относится к устройствам железнодорожной автоматики и телемеханики, в частности к устройствам автоматизированного регулирования скорости скатывания отцепов на сортировочных горках, Известно устройство для измерения ускорения движения отцепов на сортировочной горке, содержащее высокочастотный блок выделения доплеровского сигнала, формирователь, регистратор, преобразователь частоты в напряжение, связанный с выходом формирователя, управляемый генератор, делитель частоты.

Это устройство позволяет измерять скорость и ускорение движения отцепа. Однако, как показывает опыт эксплуатации, входной высокочастотный сигнал, отраженный от отцепа и поступающий на вход антенны, имеет сильно флюктуирующий характер.

Длительность его пропаданий вследствие интерференционных замираний достигает 40 длительности всей реализации. отраженного сигнала. Более того, в режиме торможения отцепов величина отрицательного ускорения достигает 3 м/с .

В таких условиях эксплуатации известная схема формирователя, содержащая усилитель, дифференцирующую цепь; блок восстановления импульсов, не обеспечивает высокой точности измерения по следующим причинам: при длительных пропаданиях схема восстановления импульсов не эффективна, поскольку формирует кратковременную серию импульсов постоянной частоты, длительность которой, как правило, меньше длительности фактического пропадания сигнала; эа время пропадания сигнала во время интенсивного торможения скорость, т.е, доплеровская частота, изменяется, а схема восстановления формирует последовательность импульсов постоянной частоты.

Таким образом, вследствие отсутствия узлов слежения за частотой входного сигнала и схемы фиксации интервала пропадания возникает динамическая погрешность измерения параметров движения: скорости и, как следствие, ускорения.

Целью изобретения является повышение точности измерения параметров движения.

Цель достигается тем, что устройство дополнено преобразователем доплеровского сигнала, содержащим две петли слежения за изменением входной доплеровской частоты: на базе цифрового фазового детектора и цифрового частотного детектора, а также узлом селекции длительности пропадания входного сигнала, опорным генератором и узлами логической связи и управления, На чертеже представлена схема устройства для измерения параметров двим<ения отцепов на сортировочной горке.

Устройство содержит блок 1 выделения доплеровской частоты из высокочастотного

10 сигнала, подключенный к приемопередающей антенне 2. Блок 1 состоит из циркулятора 3, к плечам которого подключены соответственно генератор сверхвысокочастотного сигнала 4 и смеситель 5, один вход которого подключен к одному из выходов циркулятора 3, а другой — к другому выходу циркулятора, Выход блока 1 подключен к входу преобразователя доплеровского сигнала 6, Преобразователь доплеровского сигна20 ла б состоит из усилителя-ограничителя. 7, связанного выходом с входом формирователя фронта импульса 8, подключенного выходом к входам цифрового частотного детектора

17, схемы селекции пропаданий 19 и цифро25 вого фазового детектора 9, выход которого подключен к входу цифрового интегратора

10 и к одному входу устройства добавлениявычитания импульсов 15. Один выход цифрового интегратора 10 соединен с входом

30. цифроаналогового преобразователя 11, выход которого связан с входом фильтра низких частот 12, другой. выход цифрового интегратора 10 соединен с вторым входом схемы управления 18, выход которой связан

35 с другим входом цифрового интегратора 10.

Третий выход цифрового интегратора 10 подключен к входу преобразователя код-частота l3. другой вход которого связан с одним выходом опорного генератора 14, 40 другой выход которого связан с вторым входом схемы селекции пропаданий 19, выход которой подключен к второму входу цифрового частотного детектора 1.7. Выход цифрового частотного детектора 17 соединен с одним входом схемы управления 18. Выход преобразователя код-частота 13 подключен к второму входу устройства добавления-вычитания импульсов 15, к третьему входу которого подключен третий выход опорного

50 генератора 14. Выход устройства добавления-вычитания импульсов 15 связан с входом делителя частоты 16, выход которого подключен к третьему входу цифрового частотного детектора 17, к второму входу циф- 1

55 рового фазового детектора 9 и к одному входу регистратора импульсов 23.

Выход преобразователя доплеровского сигнала б подключен к одному входу управляемого генератора 20 импульсов, другой вход которого подключен к выходу счетного

2003543 триггера 22, а выход подключен к входу другого делителя частоты 21, выход которого связан с входом счетного триггера 22.

Другой выход преобразователя доплеровского сигнала 6 и выход делителя частоты 21 подключены к входам регистратора импульсов 23. Регистратор импульсов 23 состоит из двух ключей 24 и 25, двух триггеров

26 и 27 и реверсивного счетчика 28.

Устройство работает следующим образом.

Измеритель параметров движения отцепов устанавливают на междупутье в начале измерительного участка. При появлении 15 отцепа в зоне действия радиолокационного измерителя отраженный от него сигнал, несущий информацию о скорости движения, преобразуется в блоке 1 и подается на вход преобразователя доплеровского сигнала 6 в 20 виде низкочастотного сигнала доплеровской частоты. В преобразователе доплеровского сигнала 6 этот сигнал усиливается усилителем-ограничителем 7 и из усиленного сигнала формирователем фронта импуль- 25 са 8 выделяется передний фронт импульса.

Этот сигнал поступает на первый вход цифрового фазового детектора 9, а на его второй вход — выходной опорный сигнал.

В зависимости от знака разности фаз на 30 выходе цифрового фазового детектора 9 формируется импульсный сигнал ошибки. С выхода цифрового фазового детектора 9 сигнал ошибки поступает на один вход цифрового интегратора 10. Код, накопленный в 35 цифровом интеграторе 10, поступает на преобразователь код-частота 13, который из тактовой последовательности, поступающей от опорного генератора 14. формирует интегральную составляющую сигнала коррекции, Пропорциональная составляющая сигнала коррекции с выхода цифрового фазового детектора 9.поступает на первый вход устройства добавления-вычитания импульсов 15. Интегральная составляющая сигнала коррекции с выхода преобразователя код-частота 13 поступает на второй вход устройства добавления-вычитания импульсов 15, в котором происходит добавление

50 или вычитание импульсов сигнала коррекции из тактовой последовательности опорного генератора 14, поступающей на третий вход устройства добавления-вычитания импульсов 15. Сигнал с выхода устройства добавления-вычитания импульсов 15 55 поступает на вход делителя частоты 16, на выходе которого формируется выходной опорный сигнал, который поступает на второй вход цифрового фазового детектора 9 и на вход цифрового частотного детектора 17, Сигнал коррекции обеспечивает в режиме слежения подстройку опорного сигнала так, чтобы фазовая ошибка была близка к нулю.

В режиме слежения количество импульсов входного и выходного сигналов за фиксированный промежуток времени одинаково. В этом случае на выходе цифрового частотного детектора 17 отсутствует сигнал коррекции. И в этом случае в схеме управления 18 постоянно записан код N старших разрядов цифрового интегратора 10. В режиме вхождения в синхронизм при разнице количества импульсов входного и выходного сигналов за фиксированный промежуток времени на выходе цифрового частотного детектора 17 формируется сигнал коррекции, осуществляющий пошаговое изменение кода, который с помощью схемы управления

18управляет состоянием N старших разрядов цифрового интегратора 10. Таким образом осуществляется быстрая перестройка по частоте входного сигнала. Сигнал с. выхода формирователя фронта импульса 8 поступает также на один вход схемы селекции пропаданий 19, на второй вход которой поступает сигнал с опорного генератора 14.

Схема селекции пропаданий 19 осуществляет сравнение результатов счета импульсов. поступа ощих с опорного генератора 14 в течение двух смежных периодов входного сигнала, Если разница счета превышает выбранный порог, то формируется сигнал блокировки цифрового частотного детектора

17, что предотвращает ложную подстройку частоты в режиме замираний входного сигнала, Цифровой код, накопленный в цифровом интеграторе 10 является оценкой значения доплеровской частоты и поступает на последовательно соединенные цифроаналоговый преобразователь 11 и фильтр низких частот 12 для преобразования в аналоговый сигнал, пропорциональный скорости движения. Сигнал с выхода делителя частоты 16 является отфильтрованным дискретным сигналом доплеровской частоты входного сигнала.

Все блоки, входящие в устройство для измерения параметров движения отцепов на сортировочной горке, не новы и их конкретная реализация хорошо известна, Однако связи, приведенные между ними, не известны и не применяются ни в одном из известных устройств. Следовательно, можно сделать вывод, что предлагаемое устройство отвечает условиям "существенные отличия" и "новизна". (56) Авторское свидетельство СССР

bk 1437284, кл. В 61 (17/00, 1986.

2003543

1 .I

Составитель В. Шелухин

Техред М.Моргентал Корректор В, Петраш

Редактор М. Цалихина

Заказ 3301

Тираж Подписное

НПО "Поиск" Роспатента

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

Производственно-издательский комбинат "Патент". г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Ф р м у л a „s o б e T e „и „ низких частот, вход которого подключен к

1 выходу цифроаналогового преобразоватеУСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ПА- ля, вход которого подключен к первому выРАМЕТРОВ ДВИЖЕНИЯ ОТЦЕПОВ НА ходу цифрового интегратора, второй выход

СОРТИРОВОЧНОЙ ГОРКЕ, содержащее, 5 и первый вход которого подключены соотрасположенную в начале измерительного ветственно к первому входу и выходу элеучастка приемопередающую антенну, к ко- мента сравнения,.третий выход - к первому торой подключен вход блока выделения входу преобразователя код - частота, а втовысокочастотной составляющей доплеров- рой вход — к выходу фазового детектора, ского сигнала, выход которого подключен к 10 одним входом подключенного. к выходу входу преобразователя доплеровского сиг- формирователя импульсов по фронту входнала, включающего в себя усилитель, вхо- ного сигнала, а другим входом - к выходу дом которого образован. вход делителя частоты, вход которого соединен преобразователя, а выход подключен к с выходом блока добавления-вычитания входуформирователя импульсов по фронту 15 импульсной последовательности, один входного сигнала, и цифроаналоговый пре- вход которого подключен к выходу фазовообразователь, один выход преобразовате- го детектора, другой вход - к выходу преобля доплеровского сигнала подключен к разователя код - частота, а третий вход - к одному входу управляемого генератора одному из выходов генератора опорного импульсов, выход которого подключен к 20 сигнала, другой выход которого соединен с входу делителя частоты, связанного выхо- вторым входом преобразователя код - часдом с входом триггера, выход которого тота, а третий выход — с первым входом сеподключен к второму входу управляемого лектора длительности времени отсутствия генератора импульсов, и регистратор им- сигнала, другой вход которого подключен к ,пульсов, один вход которого подключен к 25 выходу формирователя импульсов по выходу делителя частоты, а другой - к вто- фронту входного сигнала, соединенному с рому выходу преобразователя доплеРов-.. первым входом цифрового частотного деского сигнала, отличающееся тем, что Ilp8- тектора, второй вход которого подключен к, обраэователь доплеровского сигнала выходу делителя частоты, а третий вход- к снабжен делителем частоты, фаэовым де . выходу селектора длительности времени тектором, цифровымчастотным детекто- отсутствия сигнала, а выход — к второму ром, селектором длительности времени от- входу элемента сравнения, при этом втосутствия сигнала. генератором.опорного рыми входами фазового и цифрового час-. сигнала, блоком добавления-вычитания 35 тотного детекторов образован второй вход импульсной последовательности, преобра- преобразователя, а выходом фильтра ниээователем код - частота, цифровым и»«-;ких частот образован первый выход преобратором, элементом сравнения и фильтром разователя, 6