2. Основные теоретические положения

Частотно-распределительный метод избирания [1] относится к циркулярным методам, в которых не применяется комбинирование импульсов, и каждый импульс имеет определённое назначение. Сообщения передаются одиночными импульсами, формируемыми на определённых частотных или временных позициях, что упрощает аппаратную реализацию систем передачи данных, однако не позволяет исправлять ошибки, возникающие при передаче по линии связи (ЛС).

Повышение эффективности использования частотных и временных позиций в циркулярных методах достигается путём применения предварительного выбора позиции объекта и группового выбора.

В системах с частотно-распределительным методом избирания при использовании одного качественного признака k = 1 число команд ТУ или сообщений телесигнализации (ТС) определяется по общей формуле:

M = n_Ч  n_В,

где n_Ч – количество частотных позиций; n_В – количество временных позиций.

Использование двух и более качественных признаков позволяет значительно увеличить число сообщений, но усложняет аппаратную реализацию системы, т.к. требует применения шифраторов и дешифраторов качеств.

Формирование временных позиций n_В обеспечивают распределители импульсов, наличие которых обязательно, как на передающей, так и на приёмной сторонах системы телемеханики.

В системах с частотно-распределительным методом избирания и групповым выбором достаточно использовать распределитель только на передающей стороне, что является существенным преимуществом по сравнению с системами без применения группового выбора. Это объясняется тем, что в каждой многочастотной посылке, передаваемой последовательно, один частотный импульс служит для выбора группы. При этом количество частотных позиций определяется по формуле:

,

где n_В – число временных позиций, равное числу групп; N_ОБ – общее количество двухпозиционных объектов; N_ОБ/n_В – количество объектов в одной группе.

Для двухпозиционных объектов количество команд ТУ:

М = 2  N_ОБ = n_В (n_Ч – n_В),

при этом длительность цикла передачи команд ТУ определяется по формуле:

Т_Ц = n_В  t_ПОС + (n_В – 1)  t_П,

где t_ПОС – длительность многочастотной посылки; t_П – длительность защитной паузы между посылками.

Пример сигнала в ЛС при передаче команд ТУ в системе с частотно-распределительным методом избирания и групповым выбором объектов показан на рис. 7.1.

В лабораторной работе изучается система ТУ двухпозиционными объектами с циркулярным частотно-распределительным методом избирания и групповым выбором, функциональная схема которой приведена на рис. 7.2.

Общее число объектов ТУ в системе равно N_ОБ = 4. Они разбиты на 2 группы по 2 объекта в каждой, поэтому число временных позиций составляет n_В = 2, а число частотных позиций равно .

Набор команд ТУ на диспетчерском пункте (ДП) выполняется с помощью коммутатора, содержащего десять тумблеров. Тумблеры управления S1 и S6 обеспечивают выбор групп, тумблеры S2, S3 и S7, S8 – набор команд на включение и отключение объектов, а тумблеры S4, S5 и S9, S10 предназначены для выбора объектов управления.

Для передачи команд ТУ служит кнопка «Пуск», при нажатии которой выполняется передача многочастотных посылок в ЛС. При этом производится пятикратный повтор команд, что облегчает их визуальную регистрацию на осциллографе.

Формирование частотных посылок на передающей стороне выполняется генераторами посылок (ГП), состоящими из генераторов синусоидальных колебаний G₁…G₆ и аналоговых коммутаторов «к». ГП формируют 6 радиоимпульсов с частотами заполнения f₁…f₆. Значения этих частот выбираются таким образом, чтобы исключить ложные срабатывания приёмных устройств в результате ошибочного выделения сигналов с кратными частотами. Кратные частоты представляют собой высшие гармоники сигналов, возникающие в результате нелинейности элементов, входящих в систему передачи данных. Частоты, формируемые ГП, приведены в табл. 7.1.

Таблица 7.1

Генератор тактовых импульсов «G» формирует непрерывную последовательность прямоугольных импульсов и задаёт скорость передачи сигналов ТУ. Тактовые импульсы поступают на распределитель «R». Выходные импульсы распределителя управляют аналоговыми коммутаторами «к», включенными на выходах генераторов синусоидальных колебаний G₁…G₆. При замыкании ключевого элемента частотная посылка (радиоимпульс) поступает в ЛС.

На контролируемом пункте сигналы ТУ из ЛС, после их усиления в ЛУ, поступают на входы ПЧС. Каждый ПЧС состоит из полосового LC-фильта, настроенного на одну из частот f₁…f₆ и приёмника сигнала (ПС), преобразующего синусоидальный сигнал в цифровой сигнал прямоугольной формы ТТЛ-уровня.

ПЧС с частотой f₁ выделен на лабораторном стенде отдельно и расположен под функциональной схемой системы ТУ. В его состав входят: полосовой фильтр (Ф1), выпрямитель (Д), сглаживающий фильтр, компаратор (К) и преобразователь уровня (ПУ).

Избирание команд основано на проверке совпадения сигналов, возникающих на выходах ПЧС. Схемы совпадения, реализованные на логических элементах «И», обеспечивают избирание команд ТУ.

Выходные сигналы со схем совпадения поступают на RS-триггеры, которые управляют светодиодными индикаторами, отображающими состояние объектов ТУ.