Автоматика, телемеханика и связь на жд транспорте.. Вариант 503. Задача 1 Вариант 503 Расчет параметров электроакустических преобразователей
 Скачать 0.55 Mb.
|
|
Задача №1 Вариант 503 «Расчет параметров электроакустических преобразователей» Определить напряжение на заданной частоте, которое необходимо приложить к клеммам телефона, чтобы звук, создаваемый его мембраной, был услышан. Дано f=0,8 кГц ТА-4 - Тип телефона Решение Н   апряжение на заданной частоте определим из формулы для коэффициента чувствительности телефона: где  звуковое давление, на пороге слышимости, согласно графика (Рис.1-1) для частоты f = 0,8 кГц Рис 1-1 Пороги слухового восприятия  действующее переменное напряжение, приложенное к клеммам телефона, В. чувствительность телефона ТА-4 на частоте 0,8 кГц, согласно графика на рис. 1-2. Рис 1-2. Частотные характеристики чувствительности телефона Откуда найдём действующее напряжение   Ответ: чтобы звук был услышан на частоте 0,8 кГц, надо к клеммам телефона приложить напряжение не меньше 0,4   Теоретический вопрос к первой задаче. Электроакустические преобразователи (микрофоны и телефоны). Электроакустические преобразователи могут быть как обратимыми, так и необратимыми. Обратимыми называются такие преобразователи, которые преобразуют акустические колебания в электрические сигналы и обратно. Необратимые электроакустические преобразователи такими способами не обладают. Электромагнитный преобразователь.  Электромагнитный телефон представляет собой конструкцию, состоящую из постоянного магнита, полюсных электромагнитный надставок с обмотками и мембраны из ферромагнитного материала. При прохождении по обмоткам полюсных надставок переменного или пульсирующего тока звуковой частоты, возникает переменное магнитное поле. Это поле взаимодействует с постоянным магнитным полем постоянного магнита, то усиливая его, то ослабляя. Мембрана в такт этим импульсам притягивается то сильнее, то слабее, т.е. происходит превращение электрического сигнала в звуковой сигнал. Причём в силу выше сказанного электромагнитный телефон может работать как на пульсирующем токе, так и на переменном. Постоянный магнит необходим для того, чтобы телефон мог работать на переменном токе. Без него мембрана притягивалась бы к электромагниту как при положительной полуволне, так и при отрицательной полуволне, т.е. частота сигнала в таком телефоне увеличилась бы в два раза.Электродинамический преобразователь Электродинамический преобразователь состоит из катушки, стержня и диффузора. При протекании тока по катушке возникают колебания диффузора, которые вызывают звуковые волны, так устроен громкоговоритель или динамик. Электродинамический преобразователь может работать и в качестве микрофона, тогда под действием звуковых волн возникают колебания диффузора, а в катушке наводится переменное напряжение, следовательно, этот преобразователь является обратимым, он имеет высокую чувствительность, хорошую равномерность по диапазону частот, малый коэффициент нелинейных искажений, поэтому хорошо электродинамический преобразователь широко используется в системах связи. Угольный микрофон. В угольном преобразователе корпус заполнен мелкой угольной пылью, мембрана изолирована от корпуса. Под действием звуковых колебаний происходит уплотнение или разряжение угольного порошка, поэтому сопротивление в цепи микрофона меняется и возникает электрический сигнал. Данный преобразователь является необратимым и используется только в качестве микрофона. Из-за больших нелинейных искажений и заметной неравномерности в диапазоне частот в современных системах связи угольный преобразователь не используется. Электростатический преобразователь – это конденсаторный или электронный микрофон. Он является необратимым, имеет хорошую равномерность и малый коэффициент нелинейных искажений. Недостатком является низкая чувствительность в режиме микрофона, поэтому требуется усилитель с большим коэффициентом усиления. Пьезоэлектрический преобразователь. В пластине кварца прикреплены два электрода. За счет прямого пьезоэффекта под действием приложенного напряжения пластина начинает колебаться, и возникают звуковые колебания. В таком режиме пьезоэлектрический преобразователь используется в качестве вызывных устройств, телефонов, звуковых индикаторов и т. д. За счет обратного пьезоэффекта из-за колебания пластины на электродах возникает переменное напряжение, в этом случае преобразователь может быть использован в режиме сенсорных кнопок, но из-за низкой чувствительности он не применяется в качестве микрофона. Теоретический вопрос ко второй задаче. Назначение и виды технологической телефонной связи Телефонная технологическая связь предназначена для оперативного руководства и управления технологическим процессом работы железнодорожного транспорта (связь совещаний, дорожно-распорядительная, диспетчерская, постанционная, комбинированная, прямая). Сеть технологической связи в зависимости от назначения подразделяется на магистральную (между МПС РФ и управлениями железных дорог), дорожную (в пределах одной железной дороги), отделенческую (в пределах одного отделения железной дороги), станционную (в пределах одной железнодорожной станции). В состав каждого из этих видов входят распорядительная связь и связь совещаний. Связь совещаний организуется для проведения оперативных совещаний руководящих работников центрального аппарата МПС с управлениями железных дорог, руководства управлений и отделений железных дорог с подчиненными им работниками подразделений транспорта. Для оперативного руководства работой дорог и отделений дорог предназначена магистральная и дорожная распорядительная связь. Поездная диспетчерская связь (ПДС) используется для руководства движением поездов и предоставляется в единоличное распоряжение поездному диспетчеру. По поездной диспетчерской связи можно оперативно вызвать дежурного любой станции, группы станций или одновременно дежурных всех станций участка и вести с ними двусторонние переговоры. Предусматривается также возможность вызова и переговоров с диспетчером смежного участка. Одновременно поездной диспетчер должен иметь возможность вести переговоры с машинистами локомотивов. Поездная межстанционная связь (МЖС) предназначена для ведения служебных переговоров по движению поездов между дежурными смежных раздельных пунктов. Постанционная связь (ПС) необходима для служебных переговоров работников промежуточных станций (разъездов и остановочных пунктов) между собой, а также с работниками участковых станций, отделений дорог и т. д. Поездная радиосвязь (ПРС) применяется для служебных переговоров машинистов поездных локомотивов с поездным диспетчером в пределах диспетчерского участка, с дежурными по станциям в пределах смежных перегонов, а также с машинистами других локомотивов, находящихся на одном и том же перегоне. Преимуществом радиосвязи по сравнению с проводной является то, что она дает возможность вести переговоры с работниками, находящимися в движении. Для обеспечения безопасности движения радиосвязь устанавливается у дежурных по переезду. Поездную радиосвязь устраивают в виде сочетания радио- и проводной связи. Проводной канал организуют между диспетчерским распорядительным и раздельными пунктами (станциями), а радиоканал — между стационарными радиостанциями (т.е. радиостанциями, устанавливаемыми на станциях) и радиостанциями подвижных единиц, между радиостанциями подвижных единиц, а также между стационарными радиостанциями смежных раздельных пунктов. Локомотивные радиостанции устанавливают в кабине или в машинном отделении локомотива, а пульты управления — в месте, удобном для пользования машинистом и его помощником. Стационарные радиостанции размещают в служебных помещениях дежурных по станциям, а пульт управления — на столе ДСП. Все переговоры в системе поездной радиосвязи должны документально регистрироваться с помощью специальных магнитофонов для дальнейшего контроля за регламентом ведения переговоров и анализа причин аварийных ситуаций. Перегонная связь (ПГС) проектируется на участках железных дорог с автоблокировкой, а также на участках с кабельными линиями связи. Перегонная связь предназначена для ведения переговоров между работниками, находящимися на перегоне, и дежурными раздельных пунктов, ограничивающих перегон, поездным и энергодиспетчером, диспетчерами дистанций пути, сигнализации и связи. Линейно-путевая связь (ЛПС) организуется в пределах дистанций пути и предназначена для переговоров по вопросам содержания путевого хозяйства. В канал ЛПС включают телефонные аппараты начальника дистанции пути, дорожных и мостовых мастеров, бригадиров пути и путевых обходчиков, участки которых требуют особого внимания, дежурных по переездам, а также дежурных по станциям. Энергодиспетчерская связь (ЭДС) предназначена для оперативного руководства работой хозяйства электрификации и электроснабжения и организуется на участках с интенсивным движением поездов, оборудованных автоблокировкой, а также на всех электрифицированных участках. Служебная диспетчерская связь (СЭМ) применяется на участках с автоблокировкой, а также с кабельными линиями связи для служебных переговоров работников дистанций сигнализации и связи с линейными электромеханиками. В канал служебной диспетчерской связи включают: телефонные аппараты начальника и дежурного диспетчера дистанции сигнализации и связи; дежурных по станциям, включая станции, примыкающие к границам дистанции сигнализации и связи; дежурных инженеров и электромехаников СЦБ. Ремонтно-оперативная радиосвязь предназначена для руководства ремонтными и ремонтно-восстановительными работами различного характера на перегонах грузонапряженных линий. Система радиосвязи должна обеспечивать надежную двустороннюю связь руководителя работ как с ответственными исполнителями, находящимися в зоне ремонтно-восстановительных работ, так и с машинистами локомотивов, с руководством и дежурным аппаратом соответствующей службы. Информационную телеграфную связь о подходах поездов и грузов организуют между информационным центром отделения и сортировочными станциями своего и соседних отделений, а также между информационным центром, грузовыми станциями и предприятиями-грузополучателями. На станциях для оперативного руководства технологическим процессом работы используются станционная распорядительная телефонная связь, стрелочная телефонная связь, информационная связь сортировочных станций, двусторонняя парковая связь, связь громкоговорящего оповещения, станционная радиосвязь, а также средства промышленного телевидения. Задача 3. Организация междугородной телефонной связи. Двухпроводная цепь при междугородном разговоре состоит из участков (Рис.3) Линий абонентов АЛ1 и АЛ2 Соединительных линий между ЦТС и МТС Междугородной линии Требуется определить максимальную длину каждого участка при непосредственном телефонировании. На основании расчётов пояснить, от каких факторов зависит затухание цепи.  Рис 3-1 Дано Участок ТА1 – ЦТС1 Медь диаметром 0,4 мм, затухание на километр 1,65 дБ/км Участок ЦТС1 – МТС1 Медь диаметром 1,2 мм, затухание на километр 0,4 дБ/км Участок МТС1 – МТС2 Медь диаметром 2,7 мм, затухание на километр 0,094 дБ/км Участок МТС2 – ЦТС2 Многомодовое волокно ОВ λ = 1,31 мкм, затухание на километр 0,8 дБ/км Участок ЦТС2 – ТА1 Медь диаметром 0,7 мм, затухание на километр 0,7 дБ/км Решение Рассчитаем максимально-возможное расстояние от телефонного аппарата абонента 1, до центральной телефонной станции 1  Расстояние от центральной телефонной станции 1, до междугородной телефонной станции 1  Расстояние между междугородними станциями МТС1 и МТС2  Расстояние между междугородной станцией МТС2 и центральной телефонной станцией ЦТС2  Расстояние между центральной телефонной станцией ЦТС2 и телефонным аппаратом второго абонента  Общая максимально возможная длина проектируемого участка  Затухание цепи зависит в основном от двух факторов. Это от диаметра жил в кабеле (чем больше диаметр жил, тем меньше затухание) и от ёмкости между этими жилами (чем меньше ёмкость, тем меньше затухание). Поэтому для увеличения дальности непосредственного телефонирования можно использовать кабель с жилами большего диаметра, а для уменьшения ёмкости между жилами (компенсации), по длине кабеля в эти жилы монтируются катушки индуктивности. Такой кабель называется пупинизированным. Теоретический вопрос к третьей задаче. Классификация линий связи. В зависимости от того, какая физическая среда используется линии связи можно подразделить на радиолинии и направляющие системы. Физическая среда радиолиний — это воздушное либо космическое пространство. Радиолинии делятся на линии радиосвязи (ЛРС), радиорелейные линии (РРЛ) и спутниковые линии (СЛ). Физической средой в направляющих системах могут быть провода, стекловолокна либо металлические трубы. Направляющие системы делятся на воздушные линии (ВЛ), кабельные линии связи (КЛ), волноводы (В) и световоды (С). Кабельные линии связи в свою очередь можно подразделить на симметричные кабели (СК), коаксиальные кабели (КК) и волоконно-оптические кабели. Волоконно-оптические кабели подразделяются на одномодовые и многомодовые. |