МПС России
РОССИЙСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ОТКРЫТЫЙ
ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ ПУТЕЙ СООБЩЕНИЯ
_____________________________________________________________
31/4/10 Одобрено кафедрой
«Транспортная связь»
П Е Р Е Д А Ч А
ДИСКРЕТНОЙ ИНФОРМАЦИИ
Методические указания к выполнению
лабораторных работ 1-3 для студентов V курса
специальности
210700. АВТОМАТИКА, ТЕЛЕМЕХАНИКА И СВЯЗЬ
НА ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОМ ТРАНСПОРТЕ
специализации
210702. СИСТЕМЫ ПЕРЕДАЧИ ИНФОРМАЦИИ
Москва - 1998
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА 1
Задание
Изучение конструкций поляризованных телеграфных реле и исследование их параметров.
Цель работы
1. Изучить конструкцию телеграфных поляризованных реле типа: ТРЛ, РП-4, ТРМ, РПС-11/3.
2. Изучить основные параметры реле и их классификацию.
3. Научиться производить регулировку реле типа ТРМ, РП-4 и РПС-11/3 на нейтральность, чувствительность, отдачу, используя прибор ЭИР-2 - электронный испытатель реле.
4. Составить отчет о работе.
Описание лабораторной установки
1. Электронный испытатель реле типа ЭИР-2.
2. Набор телеграфных реле: ТРМ, РП-4, РПС-11/3.
3. Плакаты с изображением конструкций телеграфных реле.
Методические указания
1. Общие сведения о телеграфных поляризованных реле,
специфика их работы
Телеграфными реле называются высокочувствительные быстродействующие электромагнитные устройства, предназначенные для замыкания, размыкания или переключения электрических цепей малой мощности.
В отличие от реле электромагниты предназначены для перемещения деталей и для управления механизмами телеграфных аппаратов. Габаритные размеры электромагнитов обычно больше, а чувствительность и скорость срабатывания их меньше, чем у реле.
Реле отличается от электромагнита в конструктивном отношении тем, что оно имеет контактную систему, при помощи которой производит переключение электрических цепей.
Реле и электромагниты разделяются на поляризованные и неполяризованные. Электромагнитные устройства, содержащие постоянные магниты или имеющие постоянный магнитный поток от специальной обмотки возбуждения для поляризации якоря, называются поляризованными, и, наоборот, реле и электромагниты, не имеющие постоянного магнитного потока, называются неполяризованными.
Из неполяризованных электромагнитных механизмов в телеграфии нашли применение лишь электромагниты в аппаратах Морзе и стартстопных аппаратах. Так как поляризованные реле возможно использовать для работы как в двухполюсных, так и в однополосных схемах телеграфирования, а также ввиду хороших их эксплуатационно-технических свойств они получили широкое распространение в телеграфии.
Для работы по длинным линиям, а также при больших скоростях телеграфирования применяются поляризованные реле, представляющие собой своеобразный усилитель телеграфных посылок постоянного тока. По характеру выполняемой работы реле разделяются на линейные и местные. Линейные (или приемные) реле принимают посылки тока с линии от соседних станций, для чего обмотки реле включаются в линейную цепь. Условия работы линейного реле довольно жесткие, так как линия характеризуется большим электрическим сопротивлением, емкостью, утечкой тока и влиянием помех, чего нет в местных цепях.
Реле, обмотки которого включаются в местную цепь, называется местным реле. Местные повторяют работу линейных реле в местной цепи.
Качество работы телеграфных электромагнитных механизмов оценивается по быстроте и точности их срабатывания. Чем меньше запаздывание, вносимое этими приборами, тем устойчивее телеграфная связь.
Особенно высокие требования предъявляются к реле, которые применяются для приема импульсов тока с линии. Приемные реле должны иметь высокую чувствительность, минимальное время движения якоря от одного контакта к другому, достаточную плотность контактов при отсутствии вибрации якоря, максимальный коэффициент отдачи.
Передающие реле должны иметь высокое контактное давление при достаточно высоком коэффициенте отдачи. Чувствительность передающих реле может быть несколько ниже, чем у приемных.
Благоприятные условия для работы передающих реле могут быть обеспечены сравнительно легко, так как все элементы схемы выбираются из условия удовлетворения требований, предъявляемых к реле. Передающие реле имеют межконтактное расстояние 
= 0,1 мм.
2. Классификация реле
Исходя из основных технических особенностей, поляризованные реле классифицируются по ьследующим признакам:
а) схеме магнитной цепи потока постоянного магнита;
б) числу рабочих воздушных зазоров;
в) конструкции оси якоря;
г) конструкции контактного язычка якоря.
По схеме магнитной цепи реле подразделяются на две группы: реле с дифференциальной магнитной цепью и реле с мостиковой магнитной цепью.
Дифференциальная магнитная цепь представлена на рис. 1.
Р и с. 1. Реле с дифференциальной магнитной цепью
Постоянный магнит 9 создает поляризующий магнитный поток Ф0, который, проходя через якорь 6, разветвляется на две части : Ф1 и Ф2. Магнитный поток Ф1 проходит воздушный промежуток a1, полюсную надставку 2, левый сердечник 1. Магнитный поток Ф2 проходит воздушный промежуток a2, полюсную надставку 7, правый сердечник 8. У противоположного полюса постоянного магнита потоки Ф1 и Ф2 объединяются в один Ф0. Таким образом, поток постоянного магнита в воздушном пространстве и сердечнике составляет около половины потока в якоре.
При отсутствии рабочего тока в намагничивающих обмотках якорь реле испытывает действие двух противодействующих сил: Pл - силы, притягивающей якорь к левой полюсной надставке; Pп - силы, притягивающей якорь к правой полюсной надставке. При этом якорь не может сохранить среднего положения между полюсными надставками. Равнодействующая сила Pр, с которой якорь притягивается к полюсной надставке, пропорциональна разности потоков Ф1 и Ф2. При положении якоря на левом контакте равнодействующая сила Pр=Pл - Pп и пропорциональна разности потоков Ф1 - Ф2; при положении якоря на правом контакте сила Pр = =Pп - Pл и пропорциональна разности Ф2 - Ф1. Если подключить к правому зажиму линейной батареи +, а к левому -, то при прохождении тока в указанном направлении по рабочим обмоткам возбуждается магнитный поток Фi, который проходит последовательно через сердечники 1, 8 обоих электромагнитов реле, полюсные подставки 2, 7 и воздушные промежутки a1 и a2 в направлении, указанном стрелками. На якорь и постоянный магнит магнитный поток не ответвляется, так как они составляют участок магнитной цепи с большим магнитным сопротивлением вследствие магнитного насыщения. Возбуждаемый магнитный поток Фi складывается с магнитным потоком Ф2 в правом сердечнике и вычитается из магнитного потока Ф1 в левом сердечнике. Общих поток в правом сердечнике определяется суммой Фп = Ф2 + Фi, а в левом - разностью Фл = Ф1 - Фi. Если поток Фi возрастает до значения, при котором Фп окажется больше Фл, то якорь притягивается к правой полюсной надставке, а контактный язычок 4 перебрасывается к правому контактному винту 5. Для возвращения контактного язычка 4 к контактному винту 3 необходимо пропустить ток обратного направления.
Таким образом, у реле с дифференциальной магнитной цепью рабочий магнитный поток Фi имеет общий участок магнитной цепи с магнитным потоком постоянного магнита Ф0, что является недостатком дифференциальной магнитной цепи, так как требуется большой ток для создания Фi, взаимодействующего с разностью потоков Ф1 -Ф2 или Ф2 - Ф1. Следовательно, реле с дифференциальной магнитной цепью имеют пониженную чувствительность.
Мостиковая магнитная цепь представлена на рис. 2. В этой цепи магнитный поток Ф0 проходит от северного полюса постоянного магнита 5 на вилку 6 и якорь 7 через его подвижный контакт 9, где и разветвляется. Поток Ф1 проходит воздушный промежуток, полюсную надставку 8, рабочий воздушный промежуток 10 и через стержень возвращается к южному полюсу. Поток Ф2 сердечника 4 проходит таким же путем с левой стороны магнитопровода. Воздушные промежутки 3 и 10 делаются большими, что способствует независимости поляризующего потока от положения якоря реле. При отсутствии тока в намагничивающей обмотке реле на якорь действуют равные по значению и противоположные по направлению силы, вследствие чего якорь находится в положении неустойчивого равновесия между контактами 1 и 11.
Р и с. 2. Реле с мостиковой магнитной цепью
При подключении +ЛБ к правому зажиму обмотки реле, а -ЛБ - к левому проходящий по обмотке реле ток возбуждает рабочий магнитный поток Фi, проходящий по сердечнику 12, рабочим воздушным промежуткам 10, полюсным надставкам 2, 8 и якорю 7. При данном направлении тока рабочий поток Фi складывается с потоком Ф2 и вычитается из потока Ф1, поэтому якорь из состояния неустойчивого равновесия перемещается к полюсной надставке 2. При изменении направления тока изменяется направление рабочего магнитного потока Фi, в результате чего якорь перемещается к полюсной надставке 8.
Из схемы мостиковой магнитной цепи видно, что поляризующий и рабочий магнитные потоки проходят магнитопровод разными путями, поэтому реле с мостиковой магнитной цепью обладает повышенной чувствительностью.
По числу рабочих воздушных зазоров поляризованные реле можно разделить на две группы: с одним зазором между полюсами электромагнита (рис. 3) и с двумя зазорами (рис. 4).
Р и с. 3. Реле с одним зазором между полюсами электромагнита
Р и с. 4. Реле с двумя зазорами между полюсами электромагнита
Лучшими параметрами, как показывает практика, обладают реле с одним воздушным зазором.
По конструкции оси якоря реле можно разделить на две группы: реле с жесткой осью якоря, которая свободно вращается в процессе работы и не прогибается под действием магнитного потока на якорь; реле с пружинной подвеской якоря, которая в зависимости от конструктивного исполнения изгибается или скручивается якорем при отклонении от нейтральной линии О-О (рис. 5).
Реле по конструкции контактного язычка якоря делятся на реле с жестким язычком, у которых под действием поляризующего потока якорь не прогибается, и реле с гибким язычком, состоящим из двух тонких плоских пружин, у которых под действием поляризующего потока якорь прогибается, создавая противодействующий момент явлению вибрации (рис. 6).
Р и с. 5. Конструкция оси якоря: Р и с. 6. Конструкция контактного
а) реле с жесткой осью якоря, язычка:
б) реле с пружинной подвеской а) реле с жестким язычком,
якоря б) реле с гибким язычком
Поляризованные реле имеют от одной до семи обмоток, из них от одной до четырех намагничивающих (рабочих), от одной до двух дополнительных и одну подмагничивающую. Наличие нескольких рабочих обмоток позволяет соединять их параллельно, последовательно и дифференциально в зависимости от необходимости.
По занимаемым позициям поляризованные реле делятся на двухпозиционные, у которых при отсутствии рабочего тока в обмотках поляризующий поток притягивает якорь к левой и правой полюсной надставке, и трехпозиционные, у которых при отсутствии тока в обмотках якорь удерживается в среднем положении (между контактными винтами). Прохождение тока одного направления вызывает притяжение якоря к одной полюсной надставке, изменение направления тока меняет положение якоря.
3. Основные параметры поляризованных реле
При подаче на обмотку поляризованного реле прямоугольных импульсов напряжения нарастание и спадание тока в обмотке происходит по экспоненте. При этом движение якоря и изменение тока в его цепи происходят по сложному закону. Принимаемые с контактов работающего телеграфного реле посылки искажены (укорочены) по сравнению с передаваемыми в обмотку посылками. Значения искажений зависят от качества работы реле (рис. 7). В свою очередь, качество определяется следующими параметрами: чувствительностью, контактным давлением, нейтральностью, коэффициентом отдачи.
Р и с. 7. График работы реле при нейтральной регулировке
Чувствительность реле - то минимальное значение тока, при котором происходит отрыв якоря от одного контакта и переход его к противоположному. Значение этого тока зависит от магнитных свойств магнитопровода, напряженности магнитного поля постоянного магнита, конструкции реле и его регулировки. Этот ток называется током срабатывания iср. Чувствительность реле тем выше, чем меньше iср.
Контактное давление - это сила давления якоря на полюсную надставку при отсутствии тока в рабочих обмотках. Контактное давление поляризованных реле обеспечивает малое переходное сопротивление в рабочих поверхностях контактов реле, уменьшает вибрацию якоря, снижает искажения телеграфных посылок и повышает коэффициент отдачи. Коэффициент отдачи характеризует реле по значению потерь времени (см. рис. 7):
.
Коэффициент 
можно рассматривать как полезную работу реле. Значение коэффициента отдачи для различных типов реле находится в пределах 85-90%.
Для повышения контактного давления необходимо повышать поток постоянного магнита и увеличивать ход якоря реле или уменьшать междужелезное пространство. От одного реле нельзя одновременно получить и высокую чувствительность и хорошее контактное давление.
Из-за противоположного характера регулировок в некоторых телеграфных схемах применяют по два реле, при помощи которых разделяют местные и линейные цепи. Реле, используемые в линейных цепях, регулируют на повышенную чувствительность, а реле, используемые в местных цепях, - на повышенное контактное давление.
Нейтральность поляризованных реле определяется как равенство углов отклонения контактного язычка от нейтральной линии, проходящей между контактными винтами и полюсными надставками, 
. У нейтрального реле после прекращения тока контактный язычок сохраняет положение, в котором он был под действием тока. При отсутствии тока контактный язычок остается на контактном винте, к которому его перебрасывают вручную. Реле с нейтральной регулировкой характеризуется замыканием на одинаковое время контактным язычком каждого из двух контактных винтов (рис. 8). Если пропустить посылки тока разной полярности через обмотки нейтрального реле, то токи, проходящие через его контакты, будут равными по продолжительности, поэтому искажений не будет. Если углы отклонения контактного язычка от нейтральной линии не равны друг другу (
), то реле имеет преобладание, причем, если 
, преобладание плюсовое, при 
преобладание минусовое. Преобладание объясняется приближением якоря к правой полюсной надставке при плюсовом преобладании и к левой полюсной надставке при минусовом. В первом случае от реле исходит плюсовая посылка более длительная, во втором - менее длительная по сравнению с минусовой посылкой, т. е. наблюдается искажение телеграфных посылок.
Р и с. 8. Нейтральность поляризованных реле
Если реле имеют угол отклонения или 
, то их называют реле с частичным преобладанием; реле, имеющие один угол отклонения (
или 
), называются реле с полным преобладанием. На рис. 9 изображена посылка тока длительностью 
, поступающая с линии (а), и кривая нарастания тока в обмотках поляризованного реле (б).
Р и с. 9. Кривые изменения:
4. Конструкции поляризованных телеграфных реле
Линейное реле ТРЛ
Реле ТРЛ применяется в качестве линейного приемного реле в телеграфной аппаратуре и в оборудовании тонального телеграфа.
Магнитная цепь относится к группе мостиковых с двумя переменными воздушными зазорами. В одну диагональ мостика включен постоянный магнит N-S, а в другую - катушка реле.
Реле состоит из катушки с шестью обмотками, из которых четыре обмотки основные, а две дополнительные; прямоугольного сердечника катушки; подковообразного магнита; якоря с двумя упругими плоскими контактными пружинами; подвижной каретки с контактными винтами.
Р и с. 10. Магнитная (а) и электрическая (б) цепи реле трл (рп-4)
Регулировка якоря на нейтральность осуществляется регулировочной гайкой. Поворотом этой гайки подвижная каретка с контактными винтами устанавливается в нужное положение по отношению к якорю. Сопротивление каждой основной обмотки катушки составляет 38 Ом, дополнительной - 175 Ом. Междуконтактный зазор в реле устанавливается равным 0,05 мм. Номинальный рабочий ток в обмотке реле - 5 мА, ток срабатывания - 0,7 мА, коэффициент отдачи реле - 95%. На рис. 10 изображена схема реле ТРЛ (РП-4).
Приемное реле РП-4
Телеграфное реле РП-4 применяется в линейных и местных цепях в качестве передающего и приемного реле в оборудовании тонального телеграфа и других телеграфных установках.
Магнитная цепь реле относится к группе мостиковых и сходна с магнитной цепью реле ТРЛ.
Основной частью реле РП-4; является электромагнит с одной катушкой, на которую намотано семь обмоток. Реле обладает высокой статической чувствительностью, равной 0,5 мА, рабочий ток - 5-10 мА.
Вследствие малой поляризации якоря контактное давление реле слабое. При отсутствии тока в обмотках реле контактное давление достигает 1-20 г, а при токе 5-10 мА - 10 г.
Отдача реле РП-4 достигает 95%, искажения сигналов снижены до 2%.
Контактная система регулируется нейтрально.
Реле типа РПС
Габаритные размены реле типа РПС меньше габаритных размеров реле РП-4. Специальное поляризованное реле РПС-11/3 по назначению не отличается от РП-4, оно также применяется в каналах частотного телеграфирования.
Магнитная цепь, схема включения обмоток и принцип действия аналогичны реле РП-4.
Реле имеет четыре рабочие обмотки и одну подмагничивающую. Ход якоря - 0,08 мм. Контактная система реле РПС-11/3 рассчитана на ток 50 мА.
Поляризованные реле РП-4 и РПС11 характеризуются высокой чувствительностью и большим коэффициентом отдачи. В этих
Р и с. 11. Магнитная (а) и электрическая (б) цепь реле ТРМ
реле контакты укреплены на плоских пружинах, что обеспечивает полное устранение вибраций. Реле РПС-11/3 по сравнению с РП-4 имеет повышенное контактное давление, поэтому его преимущественно используют в местных цепях телеграфных аппаратов.
Местное реле ТРМ
Малогабаритное реле ТРМ применяется в местных телеграфных цепях. Реле имеет дифференциальную магнитную цепь. Ток срабатывания и контактное давление у реле ТРМ значительно больше, чем у приемных реле ТРЛ и РП-4, что при работе в местных цепях повышает надежность действия.
Основными частями реле являются: электромагнит, состоящий из катушек, насаженных на сердечники, и поляризующие магниты, имеющие П-образную форму (рис. 11).
Магнитный поток каждого постоянного магнита замыкается через верхний воздушный зазор, якорь и нижний воздушный зазор, между якорем и сердечником.
При прохождении тока по обмоткам катушек магнитные потоки обмоток взаимодействуют с потоками постоянных магнитов, и якорь реле перебрасывается к тому из сердечников, через который проходит больший магнитный поток.
Воздушный зазор между контактами реле устанавливается равным 0,1 мм. Зазор между каждым из постоянных магнитов и якорем должен быть равен 0,03 мм, а между якорем и сердечниками катушек - 0,3 мм.
Чувствительность реле равна 4-6 мА. Контактное давление при отсутствии тока - 4-8 г. Реле регулируется нейтрально.
Порядок проведения лабораторной работы
Поляризованные реле регулируют с учетом условий их работы нейтрально или с преобладанием.
При телеграфировании токами двух направлений реле регулируют, как правило, нейтрально, т. е. контактные винты устанавливают в такое положение, чтобы углы 
и 
отклонения якоря от нейтральной линии были равны (см. рис. 8).
Указанное расположение контактных винтов обеспечивает одинаковое контактное давление на оба винта, равенство абсолютных значений 
и 
токов срабатывания и наиболее точное воспроизведение передаваемых импульсов (см. рис. 9).
Если амплитуды входящих токов 
и 
не равны, то реле регулируют с частичным преобладанием. Например, при 
преобладания дается к левому контакту (см. рис. 8). Значение преобладание выбирают с таким расчетом, чтобы приемное реле воспроизводило положительные и отрицательные элементарные импульсы одинаковыми.
В случае использования поляризованного реле при работе током одного направления его регулируют с полным преобладанием к одному из контактов (см. рис. 8).
Кроме регулировки реле на нейтральность, могут быть и другие регулировки: установка зазора между якорем и сердечником, установка хода якоря и т. д.
Измерение параметров реле в лабораторной работе осуществляется с помощью прибора ЭИС-2.
1. Откалибровка прибора. Калибровку можно производить спустя 5 минут после включения прибора в сеть.
Переключатель В2 поставить в положение "КАЛИБРОВКА". Вращением осей потенциометров "АМПЛИТУДА РАЗВЕРТКИ", "ГАШЕНИЕ ОБРАТНОГО ХОДА", "ЯРКОСТЬ", "ОСЬ Х" добиться четкого изображения на экране трубки калибровочного сигнала и совпадения его фронтов с отметками 10 и 0 на шкале электронно-лучевой трубки.
2. Проверка нейтральности и отдачи реле. Установить переключатель В1 в положение, соответствующее типу проверяемого реле, а переключатель В2 - в положение "НЕЙТРАЛЬНОСТЬ". Вставить проверяемое реле в соответствующую колодку. При помощи потенциометра установить стрелку миллиамперметра на отметку шкалы «
». На экране трубки должна появиться осциллограмма, изображенная на рис. 12.
Если в поляризованном реле наблюдается преобладание, оно отмечается на экране как расстояние между вертикальными линиями, соответствующими моментам замыкания якоря с левым и правым контактами.
Чтобы отрегулировать реле нейтрально, необходимо совместить эти линии друг с другом.
Шкала испытателя проградуирована в процентах потерь реле (h, %). Потери реле отсчитываются по шкале на экране трубки как
Время переброски
кправому
контакту
Время переброски
к левому
контакту
Р и с. 12. Осциллограмма работы якоря телеграфного реле;
а, б - изображение на экране испытателя ЭИР - при проверке реле
расстояние между вертикальными линиями, характеризующими моменты отрыва якоря от одного контакта и замыкания с другим с учетом "дребезга". Отдача реле оценивается как 100-h%.
Значение тока в обмотках проверяемого реле при проверке на нейтральность и отдачу, соответствующее отметке шкалы , в зависимости от типа проверяемого реле, указано в табл. 1.
Таблица 1
Зависимость тока обмотки от типра реле
Отметка | Тип реле | ||
шкалы | РП - 4 | РПС - 11/3 | ТРМ |
I, мА | |||
1,0 | 0,3 | 1,2 | 2,2 |
3,0 | 0,75 | 2,8 | 5,0 |
D4,0 | 1,0 | 3,8 | 6,5 |
3. Проверка чувствительности реле. Нажать кнопку "ЧУВСТВИТЕЛЬНОСТЬ". При этом на экране трубки появится прямая линия (горизонтальная развертка). Вращая ручку потенциометра "ЧУВСТВИТЕЛЬНОСТЬ" влево и вправо, заметить, при каких показаниях миллиамперметра происходят броски прямой линии на экране трубки. Эти показания соответствуют значениям тока, при котором происходит переброс реле от левого контакта к правому и наоборот.
Значение тока срабатывания отсчитать по шкале миллиамперметра с учетом множителя, выгравированного против соответствующей кнопки переключателя типов реле.
Для правильного определения чувствительности реле данную операцию следует проделать несколько раз. Потенциометр "ЧУВСТВИТЕЛЬНОСТЬ" вращать медленно. Пределы шкалы миллиамперметра в соответствии с типом реле в режиме "ЧУВСТВИТЕЛЬНОСТЬ" приведены в табл.2.
Таблица 2
Пределы шкалы миллиамперметра
Тип реле | РП-4 | РПС-11/3 | ТРМ |
Пределы шкалы, мА | 0,,5 | 7,,5 |
Составление отчета
Письменный отчет о работе должен включать:
1) схемы магнитных цепей исследуемых реле;
2) график работы реле при наличии частичного преобладания в регулировке;
3) осциллограммы работы якоря телеграфного реле;
4) численные значения коэффициента отдачи всех испытываемых реле;
5) для каждого типа реле привести измеренный ток срабатывания.
Л и т е р а т у р а
1. Б а л а г и н И. Я., К у д р я ш о в В. А., С е м е н ю т а дискретной информации и телеграфия. - М.: Транспорт, 1986.
2. Б о р ц о в Д. В., С у х о р у к о в связь на железнодорожном транспорте. - М.: Транспорт, 1979.
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА 2
Задание
Изучение односторонней схемы передачи и приема дискретной информации.
Цель работы
1. Изучить одностороннюю работу телеграфных аппаратов:
а) на рабочем токе;
б) на постоянном токе;
в) через реле.
2. Ознакомиться с работой схемы односторонней двухполюсной передачи дискретной информации.
3. Освоить методы настройки схем телеграфирования на постоянном токе.
Описание лабораторной установки
1. Стартстопные телеграфные аппараты.
2. Аппаратные щитки.
3. Источники питания
4. Схема коммутации станций А и Б.
Методические указания
1. Сведения из теории
В современной технике передачи дискретной информации используются различные способы передачи. Одним из них является симплексный.
Симплексным называется одностороннее поочередное телеграфирование между двумя станциями по одному проводу.
При одностороннем способе телеграфирования изменение направления передачи производится или очередностью поступления информации от подателей, или установленным расписанием. Двусторонняя передача возможна лишь при занятии второго канала связи.
Очевидно, что экономические показатели использования телеграфных каналов и линий низкие. Низкой является и производительность станции, поскольку в работе принимает участие половина телеграфного аппарата, установленного на станции: передатчик - при передаче на соседнюю станцию, приемник - при приеме от соседней станции.
Схемы одностороннего телеграфирования делятся на две группы. К первой относятся схемы включения телеграфных аппаратов на рабочем и постоянном токе, позволяющие осуществлять передачу только током одного направления; ко второй группе - схемы телеграфирования токами двух направлений, иначе говоря, схемы однополюсного и двухполюсного телеграфирования.
Рассмотрим некоторые схемы одностороннего телеграфирования, их преимущества и недостатки.
Схема на рабочем токе (рис. 13)
Для работы схемы необходимы: источники питания ЛБ1 и ЛБ2, батарейные лампы БЛ1 и БЛ2, миллиамперметры мА, сопротивление контроля Rк и канал связи. По схеме на рабочем токе при отсутствии работы контакты ключей передатчиков К1 и К2 разомкнуты, поэтому в телеграфной цепи ток не проходит. Такие схемы называются схемами нормально разомкнутой цепи. При замыкании контактов передатчика на одной станции срабатывает электромагнит приемника на другой, поэтому непосредственного контроля своей работы на передающей станции нет. Для осуществления контроля включают сопротивление Rк, через которое часть тока ответвляется для срабатывания электромагнита приемника, контролирующего работу передающего телеграфиста.
Характерной особенностью этой схемы является то, что при отсутствии работы батареи ЛБ1 и ЛБ2 отключены от электромагнитов Э1 и Э2 и от линии, поэтому якоря электромагнитов под действием пружин занимают положение покоя. При передаче информации от станции А импульсы тока от ЛБ1 принимаются электромагнитом Э2 станции Б, а при передаче со станции Б импульсы от батарее ЛБ2 воспринимаются электромагнитом Э1 станции А.
Достоинствами подобных схем являются: легкая манипуляция, независимость аппаратов друг от друга по источникам питания, небольшой суточный расход тока (около 0,17 А×ч) и небольшое влияние токов утечки.
Основной недостаток схемы рабочего тока заключается в том, что схема требует установки батарей на каждой станции. Также недостатком является отсутствие контроля на передающей станции. Этот недостаток устраняют включением сопротивления Rк.
Р и с. 13. Схема соединения телеграфных аппаратов на рабочем токе
Установка и содержание батарей на каждой станции обходится дорого, поэтому в настоящее время схема рабочего тока применяется редко, однако для соединения аппаратов Морзе используют именно схему рабочего тока.
Схема на постоянном токе (рис. 14)
На железнодорожном транспорте широко распространена схема одностороннего телеграфирования на постоянном токе. По этой схеме работают все стартстопные аппараты. На рис. 14 приведена схема соединения двух аппаратов СТ-2М, где БЛ - батарейная лампа, КП - контакты передатчика, 1 и 2 - зажимы перемычки, Э1 и Э2 - электромагниты приемников.
Если стартстопные (шестые пары) контакты КП замкнуты, то передатчики обеих станций находятся на стопе (не работают).
По элементам телеграфной цепи обеих станций проходит ток: +ЛБ, БЛ, КП станции А, mA, канал связи; mA, КП, станции Б; 1, 2, Э2, канал связи; Э1, -ЛБ. За счет тока, проходящего по телеграфной цепи, электромагниты Э1 и Э2 притягивают якоря, удерживая приемники обеих станций на стопе.
Для передачи сообщений, например, со станции А телеграфист приводит в действие кодирующее устройство передатчика аппарата, которое вначале дает старт (размыкает стартстопные контакты КП). В этом случае цепь тока прерывается, Э1 и Э2 отпускают якоря, вследствие чего приемники аппаратов получают старт (пускаются в ход). Затем кодирующее устройство замыкает рабочие контакты в соответствии с кодом. Электромагниты Э1 и Э2 срабатывают и приводят в действие печатающие устройства. Приемник станции А отпечатывает знаки, давая контроль своей работы, а приемник станции Б - текст входящей информации.
Передача в обратном направлении начинается после окончания передачи со станции А. При передаче со станции Б ток в телеграфной цепи создается той же ЛБ и проходит те же элементы цепи и в том же направлении. Это объясняется наличием в телеграфной цепи только одной батареи ЛБ, называемой центральной батареей (ЦБ), и тем, что все элементы схемы соединены последовательно, поэтому передача с любой станции вызывает срабатывание приемных устройств всех оконечных и промежуточных станций, включенных в эту цепь.
Схема обеспечивает непосредственный контроль своей работы, контроль за техническим состоянием связи, простое подключение промежуточных аппаратов, возможность питания от одной батареи.
Р и с. 14. Схема соединения телеграфных аппаратов на постоянном токе
К недостаткам схемы относятся: большой суточный расход тока; в случае повреждения цепи на любом участке прекращаются действия всех телеграфных аппаратов, включенных в данную цепь; при работе схемы с одной батареей велико влияние тока утечки на аппарат станции, имеющей батарею. Для борьбы с этим явлением вместо перемычки 1-2 (см. рис. 14) подключают батарею на второй станции. Причем линейные батареи должны быть включены разноименными полюсами к линейному проводу. Регулировку величины тока в обмотках электромагнита осуществляют резистором R.
Дальность действия аппаратов, включенных по схеме с батареями на двух станциях, - до 350 км. Эту схему рекомендуется использовать в случае низкого сопротивления изоляции провода (менее 2´10
) для повышения устойчивости связи.
Преимуществом схемы с батареями на обеих станциях является отсутствие специальных устройств, преобразующих кодовые посылки.
Общее напряжение линейных батарей не должно превышать 160 В, а значение тока в обмотках электромагнитов стартстопных аппаратов СТА-М67, СТ-2МФ обеих станций должно составлять 40-50 мА.
Напряжение каждой линейной батареи в схеме включения телеграфных аппаратов с батареями на двух станциях берется равным половине напряжения линейной батареи в схеме включения телеграфных аппаратов с батареями на одной станции.
Итак, схема постоянного тока дает возможность осуществлять питание цепи телеграфной передачи с одного конца ее или с двух.
Рассмотрим, какой из этих вариантов обеспечивает наиболее благоприятные условия для работы электромагнитов (рис. 15).
Если питание производится с одного конца цепи, например, от батареи E1, то при замыкании ее установившийся ток на станции А
,
а на станции Б
,
где E1 и E2 | - | ЭДС соответственно первой и второй батарей; |
R0 и Rl | - | сопротивление соответственно передающей и приемной станций, Ом; |
l | - | длина провода, км; |
| - | постоянная распространения; |
| - | волновое сопротивление, Ом. |
Здесь R и G | - | соответственно сопротивление провода и сопротивление его изоляции на 1 км линии. |
Р и с. 15. Анализ работы односторонней схемы телеграфирования
При размыкании цепи ключом К1 ток в цепи равен нулю.
В случае передачи со станции Б ток в электромагните Э2 изменяется по-прежнему от 0 до Il, а в электромагните Э1 - от I0 до Iут1, обусловленной наличием сопротивления изоляции Rиз. Ток, протекающий через электромагнит Э1 и сопротивление изоляции Rиз, при разомкнутом ключе К2
,
где Rст=R0=Rl.
Следовательно, при наличии тока утечки условия работы электромагнита на станции, имеющей батарею, зависят от направления передачи.
С увеличением тока Iут качество работы этого электромагнита ухудшается, так как различие между оптимальными регулировками его для контроля своей передачи и для приема импульсов с противоположной станции становится резче.
Если питание осуществляется с обоих концов цепи, то напряжение каждой батареи берется равным 0,5E1. При этом ток утечки Iут2 во время размыкания цепи на станции А или Б получается в два раза меньше, чем при питании от одной батареи:
,
благодаря чему действие телеграфной связи протекает более устойчиво.
Таким образом, при наличии батарей на противоположных станциях питание цепи целесообразнее производить с двух оконечных станций.
Схема включения стартстопных аппаратов через реле
Дальность действия стартстопного аппарата по схеме без реле не превышает обычно 300 км. Для увеличения дальности телеграфирования, а также с целью повышения устойчивости работы телеграфных аппаратов на линиях связи с большой утечкой применяют схему работы с реле (рис. 16).
На однопроводных линиях до 500 км применяют схему работы стартстопных аппаратов с использованием высокочувствительных телеграфных реле ТРМ и РП-4. Это вызвано тем, что при значительном протяжении линии, низком сопротивлении изоляции провода или его большом сопротивлении не всегда удается получить ток 40-50 мА для приведения в действие приемного электромагнита телеграфного аппарата. Линейный ток, необходимый для работы реле, может составлять 20-30 мА. Это последнее обстоятельство привело к идее создать телеграфную связь через реле.
На рис. 16 изображена схема включения двух телеграфных аппаратов с использованием поляризованного телеграфного реле типа ТРМ, которое состоит из двух обмоток: рабочей РО и компенсационной КО.
Помимо этого, на связях с пониженным сопротивлением изоляции провода изменением сопротивления реостата R в цепи компенсационной обмотки реле удается нейтрализовать влияние утечки тока до 30-40мА, что существенно повышает устойчивость работы связи.
Р и с. 16. Схема включения аппарата СТА-М67 в линию связи через реле
Рассмотрим работу схемы. Передатчики аппаратов и рабочие обмотки РО реле двух станций включены непосредственно в линию. При этом линейная батарея ЛБ включена только на станции А. Компенсационная обмотка КО и якорь реле каждой станции включены в цепь местной батареи МБ. Ток в цепи компенсационной обмотки реле КО устанавливается при помощи переменного резистора R примерно в два раза меньше тока рабочей обмотки.
Рабочий контакт РК реле подключают к одному из полюсов местной батареи МБ напряжением 60 В, а обмотки электромагнита Э аппарата - в цепь якоря реле. Второй конец электромагнита Э заземляют.
Когда оба аппарата находятся на стопе, ток линейной батареи ЛБ станции А протекает через стоповый контакт передатчика аппарата, рабочую обмотку РО реле станции Б, стоповый контакт аппарата и поступает в землю. Под действием этого тока, значение которого в два раза больше значения тока компенсационной обмотки, якорь реле на каждой станции находится у рабочего контакта РК. Ток от местной батареи МБ поступает в обмотки электромагнита аппарата. Аппарат на каждой станции находится в стоповом положении.
При нажатии клавиши на одном из аппаратов происходят пуск наборной муфты передатчика и размыкание стопового контакта. Вследствие этого прекращается ток в рабочих обмотках РО реле обеих станций. Под действием тока, протекающего в компенсационных обмотках реле КО, их якоря перебрасываются к холостому контакту ХК. Ток в обмотках электромагнитов прекращается, и приемники стартстопных аппаратов пускаются в ход.
Вслед за пусковой посылкой в линию с передающего аппарата выдается комбинация посылок тока передаваемого знака, которая и воспринимается на каждой станции (передающей и приемной) переброской якоря реле от одного контакта к другому, в цепь которого включена обмотка электромагнита аппарата.
Работа с двух аппаратов осуществляется поочередно симплексным способом.
Схема односторонней двухполюсной передачи
Для двухполюсного телеграфирования (рис. 17) на каждой телеграфной станции необходимо иметь по две батареи: плюсовую с заземленным минусом и минусовую с заземленным плюсом.
Р и с. 17. Схема двухполосного телеграфирования
Плюсовая батарея подключена к рабочему контакту передатчика, минусовая - к спокойному контакту.
Для приема двухполюсной работы применяют поляризованное реле ПР, в контакты которого включают местную батарею и электромагнит приемного аппарата. Переключатели П1 и П2 служат для переключений станций с приема на передачу и наоборот. Сопротивления Rк1 и Rк2 необходимы для осуществления контроля работы схемы. Эти сопротивления должны быть в три раза больше сопротивления линии. На рис. 17 показан момент, когда передачу ведет станция А.
При отсутствии работы ключ-передатчик К1 находится в положении замкнутых спокойных контактов, через которые проходит ток минусовой батареи по цепи: линейная батарея ЛБ1, батарейная лампа БЛ1, спокойные контакты ключа-передатчика К1, переключатель П1, точка разветвления m1. В точке m1 ток делится на две части: небольшая часть тока проходит сопротивление RК1 и приемное реле ПР1; большая часть - канал связи, переключатель П2 и приемное реле ПР2 станции Б. Под действием минусового тока якоря обоих реле перебрасываются к левым (холостым) контактам, поэтому электромагниты Э1 и Э2 обесточиваются.
При передаче рабочие контакты передатчика К1 замыкаются в соответствии с кодом. Через замкнутые контакты передатчика проходит плюсовой ток по цепи: +ЛБ1, БЛ1, рабочие контакты передатчика К1, переключатель П1, точка m1. В точке m1 плюсовой ток делится на две части: одна часть, меньшая, проходит по контрольной цепи (сопротивление RК1, приемное реле ПР1); другая часть - большая, по рабочей цепи (канал связи, переключатель П2, приемное реле ПР2 станции Б).
Под действием полюсного тока приемные реле ПР1 и ПР2 перебрасывают якоря к рабочим (правым) контактам, вследствие чего на станции А сработает электромагнит Э1 приемника, контролирующего передачу, а на станции Б - электромагнит Э2 приемника.
Для передачи телеграмм от станции Б необходимо переключатели П перевести: на станции А - в положение 1 (для приема); на станции Б - в положение 2 (для передачи). При передаче с передатчика К2 изменится направление токопрохождения, а работа приборов схемы будет такой же, как и при передаче со станции А.
Сравним однополюсное и двухполюсное телеграфирование. При однополюсном телеграфировании кривые нарастания и спадания тока в приемной цепи показаны на рис. 18. Такая форма кривых объясняется явлением самоиндукции (электрической инерции). Этим же объясняется и тот факт, что ток притяжения якоря больше тока отпускания его (iприт > iотп), а время, необходимое для притяжения якоря от момента замыкания цепи, меньше времени отпускания якоря (tприт < < tотп). В результате такого явления в работе приемников при однополюсном телеграфировании наблюдаются искажения. Искажения проявляются в том, что время, в течение которого якорь электромагнита находится в притянутом состоянии, больше длительности посылки тока, поступающего в электромагнит. Из построения кривых видно, что электромагнит держит якорь в притянутом состоянии от момента срабатывания до момента отпускания - в течение времени 
, превышающего длительность токовой посылки на величину 
, а интервал укорачивается на ту же величину; его длительность будет 
. Такое явление может привести к тому, что при больших скоростях телеграфирования, когда интервалы между токовыми посылками малы, электромагнит или неполяризованное реле может притянуть якорь от первой токовой посылки и держать его до получения первого длительного интервала, который дается только между буквами или предложениями.
Для исключения искажений необходимо удлинить интервалы между токовыми посылками. Увеличение времени на интервалы между посылками тока приводит к уменьшению количества передаваемых токовых посылок в единицу времени, т. е. к уменьшению скорости телеграфирования, уменьшению производительности аппаратов, каналов и телеграфных станций.
Для более эффективного использования телеграфных аппаратов и каналов связи применяют схемы двухполюсного телеграфирования, в которых искажения, рассмотренные в схемах однополюсного телеграфирования, отсутствуют. В этом легко убедиться, если рассмотреть кривые нарастания и спадания тока в приемной цепи при двухполюсном телеграфировании (см. рис. 18).
Как видно из построения, кривые нарастания и спадания токов при двухполюсном телеграфировании симметричны. Симметричность кривых объясняется тем, что при получении приемной цепью посылок токов двух полюсов токи срабатывания на плюсе равны токам срабатывания на минусе, а токи отпадания на плюсе равны токам срабатывания на минусе, и наоборот.
Р и с. 18. Сравнение однополюсного (а) и двухполюсного (б) телеграфирования
В этих условиях посылки на приеме только смещаются в начале и в конце на время 
, равное времени срабатывания на плюсе и минусе.
Если поляризованное реле отрегулировано нейтрально, то время, в течение которого оно держит якорь на правом и левом контактах (см. рис. 18), равно длительности посылок .
Следовательно, при двухполюсном телеграфировании искажения, свойственные однополюсному телеграфированию, отсутствуют вследствие равенства токов срабатывания на плюсе и минусе.
Кроме того, двухполюсное телеграфирование обладает повышенной помехозащищенностью и большой устойчивостью действия при повышенной утечке тока.
Порядок проведения лабораторной работы
1. Ознакомиться с аппаратным щитком и его электрической схемой (рис. 19). Изучить схемы включения телеграфных аппаратов в аппаратный щиток.
2. Собрать симплексную схему телеграфирования на постоянном токе с батареей на одном конце. Ступенчатые реостаты R на аппаратных щитках установить в положение 1200 Ом. Затем, с помощью этих реостатов установить линейный ток в цепи 45-50 мА.
3. Установить зону уверенного приема кодовых посылок («фазу»). Для этого с одного из аппаратов непрерывно передается комбинация «РЫ». На приемном аппарате рычаг фазоустановителя передвигают сначала в одну сторону до момента искажения пробы, затем - в другую, также до момента искажения пробы. Для повышения устойчивости работы телеграфного аппарата рычаг фазоустановителя помещают в срединное положение зоны уверенного приема.
4. Отрегулировать по камертону (с частотой колебаний 102 Гц) частоту вращения оси электродвигаоб./мин.
Определение скорости основано на использовании явления стробоскопического эффекта. Для этого торцовая сторона головки винта регулятора разделена на четыре чередующихся по цвету сектора. Ножки камертона приводят в вибрирующее состояние путем легкого удара их о ладонь руки. При этом пластинки начинают колебаться. Затем ведут наблюдение за диском через подвижные пластинки камертона. Необходимо регулятором скорости установить такую скорость электродвигателя, при которой все секторы, видимые сквозь вибрирующие пластинки камертона, будут казаться стоящими на одном месте. Если сектора перемещаются по часовой
Р и с. 19. Электрическая схема аппароатного щитка
стрелке, скорость меньше номинальной; если против часовой стрелки, скорость больше номинальной.
5. Проверить правильность регулировки телеграфного аппарата. Для этого необходимо отпечатать контрольную комбинацию: «В чащах юга жил бы цитрус, да? Но фальшивый экземпляр! ».
6. Собрать симплексную схему на постоянном токе с батареями на обеих станциях. Установить необходимое напряжение линейных батарей. Произвести регулировку цепей электромагнитов. Проверить правильность работы телеграфных аппаратов.
7. Проверить правильность работы симплексной схемы телеграфирования с батареями на обеих станциях. Для этой цели, считая станцию А передающей, на станцию Б передать текст: «Проба прошла хорошо. Проверял студент». Затем, считая станцию Б передающей, на станцию А передать текст: «Рычаг 1. РычагРычаг 0».
Составление отчета
Письменный отчет по работе должен содержать ответы на следующие вопросы:
1) сравнить схемы включения телеграфных аппаратов на рабочем и постоянном токе;
2) привести схемы работы двух телеграфных аппаратов по одиночному проводу с батареей на одной станции и изобразить пунктиром на этой же схеме батарею на другой станции;
3) сравнить работу симплексной схемы с батареей на одной станции и работу симплексной схемы с батареями на двух станциях;
4) описать порядок регулировки приемной части аппарата, привести значения границ зоны уверенного приема;
5) привести результаты измерений тока в линейной цепи, напряжения батарей и сопротивления реостата на аппаратном щитке;
6) представить отпечатанную контрольную ленту.
л и т е р а т у р а
1. Б а л а г и н И. Я., К у д р я ш о в В. А., С е м е н ю т а дискретной информации и телеграфия. - М.: Транспорт, 1987.
2. Б о р ц о в Д. В., С у х о р у к о в связь на железнодорожном транспорте. - М.: Транспорт, 1989.
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА 3
Задание
Изучение конструкции и исследование работы приставок автоматики аппарата СТА-М67.
Цель работы
Ознакомиться с конструкцией и основными техническими, эксплуатационными данными трансмиттерной и реперфораторной приставок.
Описание лабораторной установки
1. Стартстопные телеграфные аппараты СТА-М67 с приставками автоматики.
2. Аппаратные щитки.
3. Источники питания.
4. Плакаты, поясняющие работу трансмиттера и реперфоратора.
Методические указания
1. Описание аппаратного щитка АЩ-67
Аппаратный щиток (рис. 20) предназначен для включения телеграфного аппарата в случае, когда связь организуется по одиночному физическому проводу или соединительной паре городского кабеля. Кроме того, аппаратный щиток используется в регулировочных мастерских телеграфных станций при регулировке и проверке аппарата вне схемы связи «на себя», когда создается только местная цепь для аппарата.
На лицевой плате щитка слева расположены пять зажимов. К верхнему зажиму Б (смотри лабораторный стенд, рис. 21) подключается один из полюсов линейной батареи, к зажиму З - заземление. Зажим Л служит для подключения линии, а два зажима М - для включения моторной батареи. В правой части щитка внизу имеются четыре гнезда линейной розетки для включения линейной четырехпроводной штепсельной вилки Ш4 аппарата. Левее этой розетки находится моторная розетка с тремя гнездами, куда включается трехштырьковая вилка Ш3 моторной цепи аппарата, а слева помещен предохранитель П моторной цепи на 2А.
Р и с. 20. Аппаратный щиток
Р и с. 21. Электрическая схема аппаратного щитка
Кроме этого, на лицевой панели щитка находится ползунковый переключатель «ПРОВ.-РАБ.» на три положения. Левое положение «ПРОВ.» соответствует включению аппарата для проверки «на себя». В этом положении в цепь электромагнита включается нагрузочное сопротивление 1500 Ом, которое компенсирует сопротивление отключенной линии связи. Правое положение переключателя «РАБ.» соответствует подключению аппарата к линии связи. Среднее положение (холостое) - для разрыва линейной цепи при переключении из одного положения в другое. С ползунком этого переключателя последовательно соединен миллиамперметр (со шкалой мА) для определения величины тока в линейной цепи. Миллиамперметр зашунтирован кнопкой Кн (шунт), поэтому для измерения величины тока необходимо нажать на эту кнопку. Ток в цепи электромагнита аппарата устанавливается (45-50 мА) с помощью переменного резистора на 1200 Ом, расположенного в правой части щитка.
Клемма ПЭ используется в том случае, когда передача с аппарата ведется без контроля печати, а электромагнит осуществляет прием, т. е. ведутся одновременная раздельная передача и прием на одном аппарате СТА-М67.
Электрическая схема аппаратного щитка АЩ-67 (см. рис. 20) включает, кроме перечисленных элементов, сопротивление 470 Ом. При выключении линейной вилки аппарата из линейной розетки в линию автоматически, с помощью контакта КП включается эквивалентное электромагниту сопротивление 470 Ом, а при включении вилки - автоматически выключается.
Аппаратный щиток может крепиться к столу или к стене.
2. Описание трансмиттерной приставки
на аппарате СТА-М67
Трансмиттер предназначен для автоматической передачи в линию телеграмм, накопленных на перфорированной ленте.
Рассмотрим общий принцип работы трансмиттера. На рис. 22 показана упрощенная кинематическая схема трансмиттера. Она состоит из наборного рычага 5 с иголкой 2 и плечом 8, лентопротяжного валика 9 и электроконтактов передатчика 6 и 7. Принцип работы трансмиттера основан на том, что перфорированная лента 1 продвигается над иголкой 2 лентопротяжным валиком 9 на один шаг и останавливается на некоторое время. Если при этом против иголки 2 имеется отверстие на перфоленте, то под действием пружины 4 наборный рычаг 5, вращаясь на оси 3, поднимется вверх. Иголка 2 западет в отверстие перфоленты. При движении рычага 5 вверх его вертикальное плечо 8 освободит контактную пружину 6, которая за счет упругости пружины замкнется с контактом 7 и создаст электрическую цепь: +60 В, контакты 6, 7, линия. В линию связи будет послана токовая плюсовая посылка.
Р и с. 22. Упрощенная кинематическая схема при посылке:
а - токовой; б - при бестоковой посылке
Если при остановке перфорированной ленты против иголки нет отверстия, то иголка 2 упрется в плоскость перфорированной ленты, и рычаг 5 займет нижнее положение. При этом его плечо 8 отведет контактную пружину 6 от пружины 7, в результате разомкнется электрическая цепь. В линию будет послана бестоковая посылка. Таким образом преобразуется информация с перфоленты в электрические посылки. Продолжительность этих посылок и шаговое продвижение ленты осуществляют соответствующие устройства.
Если трансмиттер построен на использовании пятиэлементного кода, то в нем имеются пять наборных рычагов с иголками, пять контактных пар и пятиэлементная перфорированная лента.
Трансмиттерная приставка установлена над передатчиком аппарата и взаимодействует с его контактной системой. В качестве распределительного устройства используется распределительная кулачковая муфта передатчика аппарата.
Приставка состоит из наборного механизма, лентопротяжного механизма, переключающего устройства, а также оборудована маркером и рычагом управления контактной группой, шунтирующей передатчик.
Наборный механизм трансмиттера (рис. 23) состоит из пяти наборных рычагов 6, вращающихся на общей оси. На горизонтальном плече каждого наборного рычага имеется штифт (игла) 1. Горизонтальное плечо наборного рычага заканчивается зубом. 10. Иглы наборных рычагов проходят в отверстия платы трансмиттера. Вертикальные плечи наборных рычагов в стоповом положении прижимаются спиральными пружинами 4 к планке 7 приводной скобы 8.
Р и с. 23. Кинематическая схема трансмиттерной приставки
На вертикальном плече каждого контактного рычага передатчика аппарата укреплен полукруглый штифт, за который может заходить зуб наборного рычага.
В стоповом положении передатчика запорный кулачок приподнимает запорную скобу, и скоба отводит вертикальные плечи наборных рычагов вправо. Горизонтальные плечи наборных рычагов с иглами находятся в опущенном положении и перекрывают своими зубцами штифты контактных рычагов.
При вращении вала передатчика запорная скоба под действием пружины опускается вниз, а горизонтальные плечи наборных рычагов с иглами под действием своих пружин 4 поднимаются вверх.
Если над иглой наборного рычага при прохождении перфорированной ленты окажется отверстие, то под действием пружины 4 наборного рычага игла 1 переместится кверху, и зуб рычага 6 отойдет вверх от штифта контактного рычага, давая возможность контактным пружинам замкнуться. При этом положении в линию направляется токовая посылка.
Если над иглой 1 наборного рычага отверстия в ленте нет, то игла упирается в ленту, и зуб наборного рычага, находясь на пути перемещения штифта контактного рычага, не разрешает контактному рычагу замкнуть контактные пружины. В линию посылается бестоковая посылка.
Наборные рычаги с иглами выполняют те же функции, что и контактные рычаги передатчика, только работа происходит автоматически и управляется перфорированной лентой.
Лентопротяжный механизм служит для продвижения перфоленты, на которой, кроме пяти рабочих отверстий, перфорируется шестое, меньшего диаметра, предназначенное для протягивания ленты в реперфораторной и трансмиттерной приставках.
Лентопротяжное устройство трансмиттера состоит из лентопротяжного рычага 5, лентопротяжной собачки 2, фиксатора, лентопротяжного валика 3 с храповиком и звездочкой, планки 7 и приводной скобы. Валик имеет по окружности шипы, которые входят в ведущие отверстия перфорированной ленты.
При вращении распределительного вала передатчика запорная скоба под действием пружины опускается вниз, лентопротяжный рычаг 6 поднимается своей пружиной, и зуб лентопротяжной собачки 2 заходит за следующий зуб храповика лентопротяжного валика 3. К концу оборота вала подъемный кулачок поднимает запорную скобу, планка 7 приводной скобы 8 отводит вправо вертикальное плечо лентопротяжного рычага 5. При этом горизонтальное плечо лентопротяжного рычага опускается, и лентопротяжная собачка поворачивает храповик лентопротяжного валика 3 на один зуб (шаг). При повороте валика лентопротяжная звездочка своими шипами протягивает перфорированную ленту под иглами наборных рычагов.
Приводная скоба 8 может менять положение на оси и фиксироваться в определенном положении с помощью эксцентрика и упорного винта, упирающихся в запорную скобу передатчика. Планка приводной скобы крепится винтами с помощью двух овальных отверстий, которые дают возможность регулировать установку планки по высоте. За планку приводной скобы зацеплена пружина, удерживающая скобу в постоянной связи с запорной скобой 9.
Трансмиттерная приставка имеет устройство (рис 24), блокирующее лентопротяжную собачку при отпускании платы, для предотвращения смятия установленной в трансмиттер ленты. Это устройство состоит из рычага 4 с пружиной, упорной планки 3 и регулировочного пальца 1. Рычаг 4, установленный на винт оси, имеет два плеча. Одно, прямое, расположено между лентопротяжной собачкой и храповиком лентопротяжного валика, а другое, изогнутое, выполненное в виде клина, расположено против пальца 1, укрепленного на задней плате передатчика. Движение рычага 4, находящегося под действием пружины, ограничивается упорной планкой 3, закрепленной на подшипнике 2 лентопротяжного валика. При поднятой плате блокирующий рычаг своим прямым плечом отводит лентопротяжную собачку от храповика лентопротяжного валика. При отпускании платы клин рычага соприкасается с пальцем 1, рычаг поворачивается, отходит от лентопротяжной собачки, которая приближается к храповику. Однако лентопротяжная собачка, совершая одновременно ход вниз, не успевает захватить зуб храповика и не может, таким образом, повернуть храповик на шаг.
Р и с. 24. Устройство блокировки лентопротяжной собачки
В рабочем положении платы трансмиттерной приставки рычаг, отведенный от лентопротяжной собачки пальцем, не мешает продвижению ленты.
Возможность работы с трансмиттерной приставки или с клавиатуры обеспечивается шарнирным креплением приставки на платах передатчика аппарата. В верхнем, нерабочем положении приставки клавиатура аппарата разблокирована, в нижнем, рабочем положении заблокирована, кроме клавишного рычага «ЛАТ.», с помощью которого можно осуществить одиночную передачу знаков с трансмиттера.
Непрерывная работа с трансмиттерной приставки осуществляется включением рычага непрерывного пуска передачи комбинации.
Для остановки аппарата при окончании или обрыве перфоленты в приставке установлен рычаг 1 (рис. 25), который взаимодействует с контактной группой 2, установленной на передней плате передатчика. Одно плечо рычага выходит через направляющую ленты 4, а другое плечо взаимодействует с нижней контактной пружиной; когда в приставке заправлена лента, рычаг опущен и контакты разомкнуты. Зазор между контактами должен быть не менее 0,8 мм. По окончании ленты или при ее обрыве под действием контактной пружины рычаг поднимается вверх, контакты замыкаются и шунтируют передатчик. На передней плате также установлен микропереключатель 3, который включен последовательно с контактной группой. В рабочем положении плата трансмиттера давит на кнопку микропереключателя, и его контакты замкнуты.
Р и с. 25. Механизм шунтирования передатчика
В нерабочем положении плата трансмиттера поднимается и размыкает контакты микропереключателя. Цепь передатчика расшунтируется.
В приставке имеется также маркер 2 (рис. 26), который накалывает пропускаемую через трансмиттер ленту 3. Маркер 2 установлен на лентопротяжном рычаге 1 и регулируется по высоте за счет овальных отверстий.
Р и с. 26. Наборный механизм трансмиттера
3. Описание реперфораторной приставки
на аппарате СТА-М67
Реперфораторная приставка позволяет организовать автоматический переприем телеграмм, что ускоряет их прохождение.
Приставка размещена слева на плате головки аппарата.
Привод реперфораторной приставки осуществляется от эксцентрика 1 (рис. 27), который получает движение от кулачка главного вала через систему передаточных рычагов.
Связь наборного механизма перфорирующего узла с селекционными линейками 2 аппарата осуществляется ощупыванием линеек горизонтальными рычагами 3 приставки. Ощупывание линеек не увеличивает нагрузку на приемный механизм аппарата.
Реперфораторная приставка состоит из следующих основных узлов: наборного механизма с отключающим приспособлением, перфорирующего узла с лентопротяжным механизмом, рычагом обратного продвижения и сборником конфетти.
Перфорирующий узел, лентопротяжный механизм и рычаг обратного продвижения ленты смонтированы на литом корпусе.
Наборный механизм смонтирован на литом кронштейне, который крепится к корпусу приставки сверху. Механизм состоит из пяти горизонтальных наборных рычагов 3, пяти вертикальных наборных рычагов 5, пяти пуансонных пальцев 16 и скобы отвода 6.
Р и с. 27. Кинематическая схема реперфораторной приставки
Горизонтальные и вертикальные наборные рычаги размещены на осях и в направляющих пазах гребенок.
Скоба отвода 6 расположена на оси 7 вертикальных рычагов и взаимодействует с вертикальными рычагами.
Концы левых плеч горизонтальных наборных рычагов посредством спиральных пружин 4 прижимаются к верхним плечам соответствующих вертикальных наборных рычагов. Правые плечи горизонтальных наборных рычагов имеют скосы, которыми они взаимодействуют с селекционными линейками аппарата.
Под действием пружин вертикальных наборных рычагов горизонтальные наборные рычаги ощупывают вырезы селекционных линеек.
Для возможности перемещения селекционных линеек в соответствии с принимаемой кодовой комбинацией горизонтальные наборные рычаги отводятся от селекционных линеек, что соответствует стоповому положению наборного механизма перфоратора.
Эту работу выполняет отводящая скоба, в которую упирается винт 35 рычага отвода 34, взаимодействующего с приводным рычагом 12.
Пуансонные пальцы 16 находятся внутри литого корпуса и выходят передними концами через направляющую гребенку, опираясь на пуансоны 28. Передние концы пуансонных пальцев имеют ступенчатую форму. Задние концы имеют шипы и пружинные пластинки, посредством которых они шарнирно соединяются с вертикальными наборными рычагами.
Перфорирующий механизм состоит из пуансонного блока приводного рычага 12, перфорирующего рычага 17, подвижной гребенки 26 со скобой 30 и упора 31.
Блок пуансонов, расположенный в передней части корпуса, устроен таким образом: в отверстия направляющей 24 вставлены пуансоны 28, к нижнему срезу направляющей которых крепится на двух винтах и двух штифтах матрица 23.
Движение пуансонов осуществляется перфорычагом, сидящим на оси 15, установленной на корпусе. Во время перфорации движение рычага вниз передается пуансонам через пуансонные пальцы 16. Сфрезерованными участками пуансоны установлены в гребенке 26. При движении перфорычага вверх пуансоны из матрицы выводятся гребенкой с помощью скобы 30. После выхода пуансонов из перфоленты скоба, упираясь в упор 31, расцепляется с перфорычагом. Движение гребенки с пуансонами и пальцами прекращается, а перфорычаг продолжает движение. Тем самым образуется необходимый зазор между перфорычагом и пальцами. Пружины 32 удерживают гребенку со скобой на упоре.
Ход перфорычага вверх определяется установкой ограничителя 13. В выключенном положении перфорычаг прижат к ограничителю пружиной 14, зацепленной на рычаг и ограничитель. На заднем плече перфорычага насажена на винт оси собачка 11, с которой взаимодействует приводной рычаг.
Лентопротяжный механизм предназначен для продвижения перфоленты от консоли через направляющую планку, лоток и пуансонный блок. Он состоит из лентопротяжного валика 25, собачки 29 и планки расцепления.
Собачка получает движение от перфорирующего рычага. Лентопротяжный валик установлен впереди пуансонного блока в опорах корпуса. В средней части, против ведущего пуансона валик имеет ведущие шипы для продвижения ленты, а в правой части - зубцы для его поворота собачкой. На левом конце валика насажена звездочка 21, во впадины которой западает ролик 22 фиксаторного рычага 18. Сцепление перфораторной ленты с ведущими шипами лентопротяжного валика обеспечивается лентоприжимным рычагом, который установлен на своей оси и прижимается к лентопротяжному валику пружиной.
В верхнем (стоповом) положении лентопротяжная собачка отводится от зубцов лентопротяжного валика расцепляющей планкой, обеспечивая возможность осуществить обратное продвижение ленты.
Рычаг обратного продвижения ленты установлен на левой стенке корпуса приставки и имеет два плеча. На нижнем плече установлена собачка 20, которая при повороте рычага воздействует на звездочку и вместе с ней поворачивает лентопротяжный валик. Верхнее плечо заканчивается отогнутой лапкой, на которую осуществляется ручное воздействие для обратного шагового продвижения ленты.
На корпусе приставки в нижней части крепятся салазки для направляющего лотка чистой ленты и держатель сборника конфетти.
Отключающее приспособление обеспечивает выключение приставки и состоит из рычага 9 с плоской пружиной 8. Рычаг установлен на кронштейне наборного механизма. Переднее плечо рычага заканчивается пластмассовой головкой 33. Плоская пружина 8 взаимодействует с рабочей собачкой 11 и приводным рычагом 12.
Отключающий рычаг фиксируется в рабочем и выключенном положениях.
Выключение приставки производится переводом отключающего рычага из верхнего положения в нижнее. При этом пружина 8 воздействует на штифт собачки и выводит ее рабочий зуб за плоскость действия приводного рычага, который в этом случае продолжает работать вхолостую. При включении или выключении реперфоратора конец плоской пружины, взаимодействуя с приводным рычагом, если последний не находится на «стопе», не может изменить положения собачки 11, тем самым включение или выключение может произойти только в нижнем стоповом положении приводного рычага.
Таким образом, исключается возможность нарушения шага перфорации в процессе включения и выключения приставки.
При переводе отключающего рычага в нижнее положение винт 10 нажимает на лапку скобы отвода 6, при этом зазор между скобой и упорным винтом 35 должен быть не менее 0,1 мм. Скоба 6 через вертикальные рычаги и пружины обеспечивает отвод горизонтальных рычагов от селекционных линеек.
Рассмотрим взаимодействие механизмов реперфораторной приставки. После окончания дешифрирования принятой кодовой комбинации начинает движение вверх рычаг с эксцентриком 1. Эксцентрик поднимает приводной рычаг 12, который в свою очередь освобождает рычаг отвода 34. При этом скоба отвода 6 отходит от вертикальных рычагов 5, давая возможность горизонтальным рычагам 3 ощупывать селекционные линейки 2.Запавшие горизонтальные рычаги позволяют переместиться соответствующим вертикальным рычагам 5, которые, в свою очередь, перемещают пуансонные пальцы 16 вперед, устанавливая их высокой ступенью под перфорирующий рычаг 17.
Пуансонные пальцы 16, горизонтальные рычаги 3 которых удерживаются выступом селекционных линеек 2, высокой ступенью останутся за плоскостью перфорирующего рычага 17.
В первом случае движение перфорычага вниз передается через пальцы пуансона 28, которые пробивают на ленте отверстия.
Во втором случае образуется требуемый зазор между перфорычагом и пуансонными пальцами, вследствие чего пуансоны не могут пробить отверстия в ленте.
Одновременно с опусканием переднего плеча перфорычага лентопротяжная собачка 29 опускается вниз и устанавливается под следующим зубом лентопротяжного валика 25.
После пробивки отверстий перфорычаг, пуансоны и лентопротяжная собачка начинают подниматься вверх. При этом последняя поворачивает на один шаг лентопротяжный валик 25. Точность поворота валика и, следовательно, точность шага перфорации на перфоленте обеспечиваются фиксатором 18.
К концу цикла отводящая скоба 6 через вертикальные рычаги 5 отводит горизонтальные рычаги 3 от селекционных линеек 2, обеспечивая возможность последним дешифрировать следующий знак.
Порядок проведения работы
1. Изучить устройство и электрическую схему аппаратного щитка, ознакомиться с его возможностями.
2. Включить телеграфные аппараты. Произвести настройку аппарата при работе «на себя». Отрегулировать скорость вращения электродвигателя, проверить правильность установки фазы, произвести регулировку якоря электромагнита. Проверить правильность работы телеграфного аппарата по посылкам букв «РЫ».
3. Изучить устройство реперфораторной приставки и взаимодействие ее частей.
Ознакомиться с настройкой и регулировкой реперфораторной приставки.
4. Изучить устройство трансмиттерной приставки и взаимодействие ее частей.
Ознакомиться с настройкой и регулировкой трансмиттерной приставки.
5. Рассмотреть принципы взаимодействия реперфораторной и трансмиттерной приставок с отдельными частями стартстопного телеграфного аппарата.
Составление отчета
1. Начертить электрическую схему аппаратного щитка и описать его устройство и возможности. Рассмотреть схемы подключения телеграфных аппаратов к аппаратному щитку.
2. Привести упрощенную кинематическую схему реперфораторной приставки.
3. Привести упрощенную кинематическую схему трансмиттерной приставки.
4. Отпечатать на перфоленте контрольную комбинацию, по которой проверяют правильность регулировки телеграфного аппарата: «В чащах юга жил бы цитрус, да? Но фальшивый экземпляр!».
5. Используя набитую перфоленту с помощью реперфораторной приставки передать по линии связи контрольную комбинацию.
Обе ленты представить в отчете.
Л и т е р а т у р а
1. Б о р ц о в Д. В., С у х о р у к о в и передача данных на железнодорожном транспорте. - М.: Транспорт, 1979.
2. Техническое описание стартстопных телеграфных аппаратов СТА-М67.
3. К у д р я ш о в В. А., С е м е н ю т а дискретной информации на железнодорожном транспорте. - М.: Транспорт, 1978.
Рецензент - канд. техн. наук, проф. С. С. КОСЕНКО
© Российский государственный открытый технический
университет путей сообщения, 1998
Ст. преп. Т. П. ТКАЧ
ПЕРЕДАЧА ДИСКРЕТНОЙ ИНФОРМАЦИИ
Методические указания к выполнению
лабораторных работ 1- 3
Л и б к о в а
Техническое редактирование
и компьютерная верстка И. В. Е ж о в о й
К у з ь м и н а
ЛР № 000 от 28.11.91.
 |
Тип. зак. Изд. зак. 234 Тираж 300.
Подписано в печать Офсет. Цена договорная
Печ. л. Уч.-изд. л. Формат 60х90/16
 |
Редакционно-издательский отдел, типография РГОТУПСа,
Москва, ГСП-47, Часовая ул., 22/2
