Исследование схем распределителей импульсов

Государственное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«Петербургский государственный университет путей сообщения»

Кафедра «Автоматика и телемеханика на железных дорогах»

ОТЧЕТ

о выполнении лабораторной работы № 17

«Исследование схем распределителей импульсов»

по дисциплине

«Теоретические основы автоматики и телемеханики»

Выполнил:

студент гр. АТ 511 Касимовский А.А.

Проверил:

Санкт-Петербург

2008 год

Цель работы: изучение схем и режимов работы распределителей импульсов.

1. Назначение и виды распределителей.

Распределители импульсов широко применяются в системах автоматики, телеуправления (ТУ) и вычислительной техники. По линиям связи систем ТУ осуществляется передача на расстояние управляющей и известительной информации. Например, передача приказов на перевод стрелок и открытие сигналов на промежуточных станциях и извещения об их положении.

Материальными носителями информации является электрические сигналы – импульсы тока с различными качествами: полярностью, длительностью и др. Наиболее часто используются два вида разделения сигналов друг от друга – линейное (рис. 1, а), при котором каждый импульс тока передается по отдельному каналу связи (проводу), и времени (рис. 1,б), при котором импульсы тока разделяются во времени.

рис. 1

Временное разделение сигналов обеспечивает минимальное число физических каналов, т.к. заменяет их временными каналами. Оно обеспечивается в системах ТУ с помощью распределителей, которые устанавливаются на распределительном (РП) и исполнительном  (ИП) пунктах (рис. 2). Распределители работают синхронно и синфазно, и выделяют временные каналы для передачи соответствующих импульсов тока, т.е. практически осуществляют поочередное одновременное подключение соответствующих импульсов тока, т.е. практически осуществляющих  передающих (на РП) и приемных (на ИП) цепей к линии связи. Синхронизация работы распределителей осуществляется либо с помощью специального канала синхронизации, либо непосредственно по рабочему каналу.

рис. 2

С функциональной точки зрения распределитель осуществляет пространственно-временное преобразование импульсов (рис. 3). На вход распределителя поступают импульсы движения (управления) от генератора (на РП) или из линии связи (на ИП). Число выходов (позиции) распределителя определяется числом посылаемых в линию связи импульсов.

рис. 3

В зависимости от момента перехода с одной позиции на другую различают распределители прямого, обратного и двойного хода. Распределители прямого хода переходят из одной позиции в другую во время импульсов, обратного хода – во время интервалов, двойного хода – во время и импульсов и интервалов.

По режиму работы распределители различают с непрерывным и стартстопным движением. Первые работают непрерывно и независимо от наличия или отсутствия передачи информации в системе ТУ. Вторые начинают работу после воздействия пускового (стартового) импульса и прекращают работу после окончания передачи различных схем.

В данной лабораторной работе рассматривается распределитель, выполненный на полупроводниковых элементах.

2. Описание работы схемы распределителя.

Схема распределителя состоит из двух частей: счетчика входных импульсов (интервалов) и дешифратора, который в зависимости от состояния счетчика формирует сигнал на соответствующем выходе.

В рассматриваемом распределителе (рис.5) схема счетчика собрана на четырех триггерах R – S – T – типа интегральных микросхем серии К194. триггер данного типа имеет два устойчивых состояния (0 и 1). При состоянии 0 на инверсном выходе триггер (обозначается кружком) имеется логический сигнал 1 (высокий уровень потенциала), на прямом выходе – логический сигнал 0 (низкий уровень потенциала). Триггер имеет три входа: Т – счетный вход, S – вход установки триггера в соответствии 1, R – вход установки триггера в состояние 0.

В таблице переходов триггера R – S – T (табл. 1) приняты обозначения:

Qⁿ – состояние триггера в момент времени tⁿ;

Qⁿ⁺¹ – состояние триггера в момент времени tⁿ⁺¹.

Таблица 1

Из таблицы 1 следует, что активными сигналами для триггера, т.е. сигналами, переключающими его в новое состояние Qⁿ или устанавливающими в состояние 1 и 0, являются сигналы логического нуля.

Импульсы движения поступают на счетный вход Т первого триггера от генератора ГИ через схему управления, предназначенную для изменения режимов работы первых трех триггеров, из которой следует, что каждый последующий триггер переключается с частотой в два раза меньшей, чем предыдущий. Поэтому схема счетчика считает поступающее интервалы (импульсы) в двоичном коде (табл.2). каждый триггер образует разряд двоичного числа и задает двоичную переменную x_i. При этом инверсный выход триггера соответствует переменно  , а прямой выход – переменной x_i

Таблица 2.