Бесконтактные элементы

Существенными недостатками контактных реле являются зависимость срока их службы от числа срабатываний и недостаточное быстродействие из-за наличия механических перемещений при работе реле. Указанные недостатки устраняются применением бесконтактных приборов, у которых отсутствуют подвижные трущиеся элементы. Бесконтактные приборы обладают большим быстродействием, имеют малые размеры и массу, менее подвержены воздействию вибрации. Но бесконтактные приборы пока неполно отвечают одному из основных требований к устройствам СЦБ — исключению опасных положений при повреждении отдельных элементов прибора, а также не могут одновременно переключать несколько независимых выходных цепей. Обычно бесконтактный элемент переключает лишь одну выходную цепь. Указанные недостатки ограничивают область применения бесконтактных элементов в устройствах автоматики и телемеханики, связанных с движением поездов. Однако бесконтактные элементы получают все большее внедрение в устройствах СЦБ. К бесконтактным элементам относятся диоды, транзисторы, тиристоры, стабилитроны, логические элементы, интегральные микросхемы (ИМС) и др.

Бесконтактные элементы применяются в следующих бесконтактных приборах, используемых в устройствах железнодорожной авто­матики и телемеханики.

Бесконтактное трансмиттерное реле имеет переключающее устройство на тиристорах и служит для трансляции импульсов переменного тока в рельсовую цепь. Во время импульса тока замыкается цепь управления тиристорами VS1 и VS2, которые, поочередно открываясь, пропускают переменный ток в рельсовую цепь. В интервале между импульсами цепь управления тиристорами размыкается, тиристоры закрываются и прохождение импульса тока в рельсовую цепь прекращается.

Бесконтактный коммутатор тока (БКТ) является более современным переключающим устройством для коммутации кодового тока в рельсовых цепях 25 и 50 Гц. Он состоит из двух тиристоров и управляющей цепи. Принцип действия бесконтактного коммутатора тока аналогичен принципу действия бесконтактного трансмиттерного реле.

Бесконтактный кодовый путевой трансмиттер (БКПТ) применяется в системах числовой кодовой автоблокировки и служит для формирования числовых кодов КЖ, Ж и 3 с помощью полупроводниковых приборов и логических элементов.

Логические элементы осуществляют логические зависимости. Каждая схема имеет входы, на которые поступают сигналы, управляющие работой схемы, и выходы, с которых снимаются выходные сигналы. Уровень выходного сигнала зависит от уровня входного сигнала. Такие зависимости между входными и выходными сигналами называются логическими, а схемы, которые осуществляют эти зависимости, — логическими схемами. В логических схемах используются элементы, которые могут находиться в двух различных состояниях. Например, транзистор или тиристор может находиться в открытом и закрытом состояниях; на входе схемы либо есть сигнал (1), либо он отсутствует (0) и т.п.

Основными логическими схемами, или элементами, являются схемы логического умножения И, логического сложения ИЛИ и отрицания НЕ. Элементы И и ИЛИ имеют несколько входов и один выход. У элемента И на выходе появится 1, если на всех его входах будут 1. Отсутствие 1 хотя бы на одном входе вызывает появление на выходе 0. У элемента ИЛИ на выходе появится 1, если хотя бы на одном из входов будет 1. Если на всех входах будет 0, то на выходе также появится 0. Элемент НЕ при подаче на вход 1 (0) обеспечивает появление на выходе обратного (инверсного) значения 0 (1).

Бесконтактные и логические элементы используют в системах телемеханического управления и контроля для построения распределителей, регистров, шифраторов, дешифраторов и других приборов.

Триггер является одним из наиболее распространенных бесконтактных элементов автоматики и телемеханики и применяется как элемент релейного действия. Триггер состоит из двух транзисторов VT1 и VT2 с резисторами. Триггер имеет два устойчивых состояния: в одном из них открыт транзистор VT1 и закрыт VT2, а в другом открыт VT2 и закрыт VT1. Каждое из этих состояний триггер может сохранять неограниченно долго. Из одного состояния в другое триггер переключается при подаче на его вход внешнего сигнала, который закрывает ранее открытый транзистор или открывает ранее закрытый. Триггер будет устойчиво сохранять свое новое состояние до момента воздействия нового внешнего сигнала. Триггеры широко используются в системах телеуправления и телесигнализации (ТУ-ТС) в виде одновибраторов, мультивибраторов, триггеров с общим входом и раздельными входами.

Широкое применение находят интегральные микросхемы, имеющие высокую плотность элементов. Интегральная схема — это микроэлектронное изделие из монокристалла, выполняющее преобразование и обработку сигналов. Интегральная микросхема состоит из множества элементов (резисторов, конденсаторов, диодов, транзисторов и т. п.), изготовленных в едином технологическом цикле. Применение ИМС позволяет значительно снизить размеры и массу электронных устройств, повысить надежность действия систем, снизить их стоимость и потребление электроэнергии.

Интегральные микросхемы применяют при создании автоматической локомотивной сигнализации единого ряда с непрерывным каналом связи (АЛСН-ЕН), агрегатной системы ДЦ, горочного микропроцессорного комплекса (КГМ) и т.д. Особенно широко ИМС применяют в вычислительной технике, где используют большое количество стандартных схем. К ним относятся усилители, генераторы, преобразователи, дешифраторы, мультиплексоры, сумматоры, триггеры, счетчики и т. д.

Дата добавления: 2017-01-14