Исследование структуры системы дистанционного управления трамвайным стрелочным переводом. Каналы связи радиотехнических средств передачи информации. Функциональные узлы проектируемой приемной станции. Детектирование частотно-манипулированного сигнала.
Аннотация к работе
Цифровая обработка сигналов (ЦОС) [1] представляет собой одну из наиболее мощных технологий, которая в XXI веке будет определять развитие науки и техники. На протяжении последних десяти лет ЦОС оказывает первостепенное и постоянно возрастающее влияние на такие ключевые технологические отрасли, как телекоммуникации, цифровое телевидение, средства информации, биомедицина, гидролокация, космос, промышленность. Приемная станция автоматизированной системы трамвайных стрелочных переводов, реализованной в 80-х годах прошлого столетия в г. Барнауле, является устройством, построенным на базе аналоговых и цифровых дискретных электронных компонентов [2] и в современных условиях индустриального города в большинстве случаев не способна адекватно реагировать на управляющее воздействие. Реализация приемной станции на основе цифровых технологий позволит увеличить помехоустойчивость, эффективность и надежность работы системы, что позволит достичь минимальной вероятности несанкционированного перевода стрелок.Бурный прогресс в области дискретной микроэлектроники вызвал резкое улучшение всех качественных показателей цифровых вычислительных машин и устройств цифровой техники - таких, как вес, габариты, потребляемая мощность, надежность и т. п. С другой стороны, повышение требований к АС привели к тому, что средствами «непрерывной» автоматики и вычислительной техники уже не могли решаться многие практические задачи. Все это привело к расширению сферы применения и к усложнению цифровых систем, имеющих в своем замкнутом контуре либо цифровые вычислительные машины, либо цифровые устройства. Цифровые системы используются в настоящее время для связи, регулирования и управления самыми различными объектами и процессами: доменными печами, станками, самолетами, кораблями, химическим оборудованием и т. п. Данное свойство обеспечивает возможность внесения изменений в структуру и в программу работы системы на всех этапах ее проектирования - от предварительного проектирования до эксплуатации серийных образцов.Ручные стрелки переводились специальным инструментом с помощью мускульной силы человека (обычно - водителя, иногда - стрелочника). Перевод осуществляется двумя электромагнитами - правым и левым, подключенными к контактной цепи трамвая. Электромагниты срабатывают при прохождении токоприемником вагона воздушных контактов (салазок), расположенных на контактном проводе до и после стрелки. Классический вариант автоматического перевода возвращает стрелку в исходное состояние после прохода вагона, современная схема - оставляет в переведенном положении. Вагон, следующий с однопутной линии на двухпутную, проходит стрелку в стандартном направлении на один из двух путей.Канал связи представляет собой тракт связи, который начинается с информационного источника, проходит через все этапы кодирования и модулирования, передатчик, физический канал, приемник (со всеми этапами обработки) и завершается на получателе информации [6]. В теории передачи сигналов каналы классифицируют по характеру сигналов на входе и выходе.Системы цифровой связи становятся все более привлекательными вследствие постоянно растущего спроса и изза того, что цифровая передача предлагает возможности обработки информации, не доступные при использовании аналоговой передачи. Отличительной особенностью систем цифровой связи (digital communication system - DCS) является то, что за конечный промежуток времени они посылают сигнал, состоящий из конечного набора элементарных сигналов (в отличие от систем аналоговой связи, где сигнал состоит из бесконечного множества элементарных сигналов) [8]. В системах DCS задачей приемника является не точное воспроизведение переданного сигнала, а определение на основе искаженного шумами сигнала, какой именно сигнал из конечного набора был послан передатчиком. На форму сигнала влияют два основных механизма: 1. поскольку все каналы и линии передачи имеют неидеальную частотную характеристику, идеальный импульс искажается; В тот момент, когда переданный импульс все еще может быть достоверно определен (прежде чем он ухудшится до неоднозначного состояния), импульс усиливается цифровым усилителем, восстанавливающим его первоначальную идеальную форму.2.2 представлена функциональная схема проектируемого приемника автоматизированной системы трамвайных стрелочных переводов и схема передатчика, проиллюстрировано распространение управляющего сигнала и этапы его обработки. Источник информации генерирует сообщение, которое в блоке форматирования преобразуется в биты - символы цифрового сообщения. Канальное кодирование относится к методам, используемым для улучшения цифровых сигналов, которые в результате становятся менее уязвимыми к таким факторам ухудшения качества как шум, замирание, подавление сигнала [8]. В результате процедуры кодирования последовательность символов сообщения преобразуется в последовательность канальных символов (кодовых символов). Информация от передатчика к приемнику поставляется блоками, или сообщениями, содержащими фиксированное число символов.
План
СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1. АВТОМАТИЗИРОВАННАЯ СИСТЕМА ТРАМВАЙНЫХ СТРЕЛОЧНЫХ ПЕРЕВОДОВ
1.1 Вычислительная техника в автоматизированных системах
1.2 Система дистанционного управления трамвайным стрелочным переводом
1.2.1 Реализации трамвайных стрелочных переводов
1.2.2 Радиоуправляемый стрелочный перевод. Структура действующей системы
1.3 Каналы связи радиотехнических средств передачи информации
ГЛАВА 2. ФУНКЦИОНАЛЬНЫЕ УЗЛЫ ПРОЕКТИРУЕМОЙ ПРИЕМНОЙ СТАНЦИИ