Расскажите Почему В Dсс Ток Постоянный

[Гость Мумия с крейсера Кузнецов]

Есть такой стандарт цифрового управления макетом железной дороги DCC (PDF, 3 страницы, но на английском). Я в электронике слабоват, но очень хочется понять, то ли я не понимаю даже примитивнейших вещей, то ли меня вводят в заблуждение. На многих форумах, в Википедии("The voltage to the track is a bipolar DC signal."), сайтах (ссылка1, ссылка2) утверждается, что на рельсах на самом деле не переменный, а постоянный ток. Особенные затруднения с пониманием у меня вызывает фраза

Строго говоря, электрический ток, подаваемый на рельсы в системе DCC, не является ни простым «аналоговым» постоянным током, ни традиционным переменным током при внешнем сходстве с последним. Упомянутое сходство, к слову, вызывает в массах пользователей многочисленные заблуждения, и даже «кривотолки» (я неоднократно слышал от других и сам одно время думал, что система DCC подает на рельсы переменный ток, а декодеры его «выпрямляют»). ... В системе DCC используется (!) биполярный переключающийся постоянный ток, модулированный цифровым управляющим сигналом.

со второй ссылки. Вот тут есть осциллограмма сигнала с рельсов. Я посмотрел на свой декодер и на входе стоит выпрямительный мост MS380. Если не брать во-внимание "растянутые" нули (их не все поддерживают, и вообще применение аналоговых локомотивов не рекомендовано), может ли кто-нибудь мне объяснить почему это сигнал постоянного тока?

[Реклама]

Реклама: ООО ТД Промэлектроника, ИНН: 6659197470, Тел: 8 (800) 1000-321

[Deleted]

вроде все понятно... видимо тут не просто синусоидальный "аналоговый" переменный ток, а меандр обоих полярностей. мост их выпрямляет вот и тяговое питание, а длительность импульсов - кодировка ... как то так...

[Реклама]

20% скидка на весь каталог электронных компонентов в ТМ Электроникс!

Акция "Лето ближе - цены ниже", успей сделать выгодные покупки!

Плюс весь апрель действует скидка 10% по промокоду APREL24 + 15% кэшбэк и бесплатная доставка!

Перейти на страницу акции

Реклама: ООО ТМ ЭЛЕКТРОНИКС, ИНН: 7806548420, info@tmelectronics.ru, +7(812)4094849

[Tesla]

Источник питания подаёт на рельсы постоянный ток, но меняет его полярность в зависимости от уровня цифрового управляющего сигнала. Строго говоря, то, что получается в результате, не является ни переменным током (если понимать под этим названием синусоидальное колебание), ни постоянным (неизменным по уровню). Учитывая то, что переход между полярностями на практике получается не мгновенным, а несколько растянутым во времени, то в результате мы имеем сигнал с довольно сложным спектром. Если пропустить снятое с рельсов напряжение через диодный мост, то получим напряжение, близкое к постоянному (с небольшими "иголками" вниз в момент смены полярности, убираемыми конденсатором небольшой ёмкости), в отличие, например, от синусоиды, которая после выпрямления даст однополярные "волны".

[Реклама]

Выбираем схему BMS для заряда литий-железофосфатных (LiFePO4) аккумуляторов

Обязательным условием долгой и стабильной работы Li-FePO4-аккумуляторов, в том числе и производства EVE Energy, является применение специализированных BMS-микросхем. Литий-железофосфатные АКБ отличаются такими характеристиками, как высокая многократность циклов заряда-разряда, безопасность, возможность быстрой зарядки, устойчивость к буферному режиму работы и приемлемая стоимость. Но для этих АКБ очень важен контроль процесса заряда и разряда для избегания воздействия внешнего зарядного напряжения после достижения 100% заряда. Инженеры КОМПЭЛ подготовили список таких решений от разных производителей. Подробнее>>

Реклама: АО КОМПЭЛ, ИНН: 7713005406, ОГРН: 1027700032161

[Мумия с крейсера Кузнецов]

Есть такой стандарт цифрового управления макетом железной дороги DCC (PDF, 3 страницы, но на английском). Я в электронике слабоват, но очень хочется понять, то ли я не понимаю даже примитивнейших вещей, то ли меня вводят в заблуждение. На многих форумах, в Википедии("The voltage to the track is a bipolar DC signal."), сайтах (ссылка1, ссылка2) утверждается, что на рельсах на самом деле не переменный, а постоянный ток. Особенные затруднения с пониманием у меня вызывает фраза

Строго говоря, электрический ток, подаваемый на рельсы в системе DCC, не является ни простым «аналоговым» постоянным током, ни традиционным переменным током при внешнем сходстве с последним. Упомянутое сходство, к слову, вызывает в массах пользователей многочисленные заблуждения, и даже «кривотолки» (я неоднократно слышал от других и сам одно время думал, что система DCC подает на рельсы переменный ток, а декодеры его «выпрямляют»). ... В системе DCC используется (!) биполярный переключающийся постоянный ток, модулированный цифровым управляющим сигналом.

со второй ссылки. Вот тут есть осциллограмма сигнала с рельсов. Я посмотрел на свой декодер и на входе стоит выпрямительный мост MS380. Если не брать во-внимание "растянутые" нули (их не все поддерживают, и вообще применение аналоговых локомотивов не рекомендовано), может ли кто-нибудь мне объяснить почему это сигнал постоянного тока?

В общем, как я и думал, постоянный ток здесь ни причем. Ток там переменный - как он может не изменять своего направления при смене полярности напряжения, лично я представить не могу. Уже одно то, что двигатель постоянного тока не вращается, говорит само за себя. Рисунки по ссылкам 1 и 2 неправильные. Там напряжение между рельсами всегда 12В, если придерживаться подписей. Тот, что подписан An AC waveform тоже неправильный. На RailB всегда 0 относительно RailB, а на RailA будет напряжение такой формы как на рисунке относительно RailB. Так что надо весь сигнал нарисовать красным, а линию через 0 синим и подписать: "синий" RailB, "красный" RailA.

Что такое биполярный переключающийся постоянный ток за пределами моего понимания. Как он может быть постоянным и переключающимся?

Выпрямитель — устройство, предназначенное для преобразования переменного входного электрического тока в постоянный выходной электрический ток => Декодер именно то и делает, что выпрямляет переменный ток, постоянным током питается контроллер, который, анализирует длительность импульсов, производит операции и подает ШИМ-сигнал на транзисторный мост, к которому подключен двигатель постоянного тока. Не представляю, что для себя придумал автор этого опуса.

Видимо первоисточником выступил dccwiki (так как там в обсуждении автору указывают на неверность его утверждений, а я сразу не подумал заглянуть), в "Мало знать опасно" понадерганы цитаты оттуда, ну и в Википедию тоже кто-то написал.

Может есть какие-то абстракции (математические или какие они там должны быть), позволяющие представить этот сигнал, сигналом постоянного тока? Этот сигнал, конечно, не меандр, но имеет связь с ним, а меандр это сумма нечетных гармоник основного колебания; у постоянного тока частота 0. Сигнал симметричен и его постоянная составляющая 0 (за исключением "растянутых нулей", но они для этого и придуманы). Так что с какой стороны здесь увидели постоянный ток -- загадка. Тем не менее мнение что DCC не переменный, а постоянный ток (или его некая "особая" форма) очень распространено среди моделистов.

Исправьте меня если я не прав.

P.S. Фразы навроде "Be careful when trying to describe a DCC signal, remember it is not AC nor it is DC. It is a digital waveform." плавят мозг. Это и не постоянный ток, и не переменный. А какой тогда? Я лично знаю три: постоянный, пульсирующий и переменный. Из всех трех направление меняется у последнего.

Изменено 24 марта, 2012 пользователем Мумия с крейсера Кузнецов

[Art1134]

По рельсе А подают положительные прямоугольные импульсы, по рельсе Б - отрицательные. Имульсы получаются путём кратковременной подачи постоянного тока на соответствующую рельсу (получается как будто постоянный ток соответствующей полярности передают отрывками).

Декодер на локомотиве воспринимает эти сигналы как биполярные прямоугольные импульсы. Используется широтная модуляция, где с помощью длительности импульсов задаётся соответствующий адрес именно того декодера, которым необходимо в данный момент управлять.

Изменено 24 марта, 2012 пользователем Art1134

[Мумия с крейсера Кузнецов]

По рельсе А подают положительные прямоугольные импульсы, по рельсе Б - отрицательные. Имульсы получаются путём кратковременной подачи постоянного тока на соответствующую рельсу (получается как будто постоянный ток соответствующей полярности передают отрывками).

Декодер на локомотиве воспринимает эти сигналы как биполярные прямоугольные импульсы. Используется широтная модуляция, где с помощью длительности импульсов задаётся соответствующий адрес именно того декодера, которым необходимо в данный момент управлять.

OK, более менее представимо. Бустер (усилитель сигнала с командной станции) для рельсов источник сигнала, подключен к ним двумя проводами - один к рельсу А, второй к рельсу Б. Постоянный ток вытекает из клеммы бустера Б, течет по рельсу Б и втекает куда? (Тоже самое для рельса А). Рельсы же не имеют связи с общим проводом бустера. Сам принцип действия системы DCC мне понятен, длительность импульса определяет ноль это или единица, декодеру передают пакеты (преамбула-адрес-команда-Xor для проверки), он отбирает пакеты только со своим адресом, декодирует команду, и осуществляет действие заданное ей, если адрес не его - то пропускает пакет и продолжает делать то, что делал до этого.

Весь вопрос в природе тока между рельсами. C каких позиций он постоянный.

[Cympok]

О боже вам же все подробно уже расписали.

Выпрямительный мост (с конденсатором) который стоит в каждом локомотиве "делает" из любого "переменного" постоянный для питания двигателей локомотив. Ток он берет с рельсы А и Б не взирая на полярность и/или частоту.

И совсем отдельно перед! мостиком в локомотиве стоит "детектор" изменения полярности и/или частоты тока на рельсах вот по его результатам и выставляется 0 или 1 на МК для управления в локомотиве.

Ток у нас получается переменный (но с разними "задержками" в полярности которые генерирует командная станция) или переменный "однополярный" подаваемый с частотой генерируемой командной станцией.

Вобщем мы имеем ШИМ сигнал для управления и выпрямительный мостик для питания локомотива.

[Мумия с крейсера Кузнецов]

О боже вам же все подробно уже расписали.

Выпрямительный мост (с конденсатором) который стоит в каждом локомотиве "делает" из любого "переменного" постоянный для питания двигателей локомотив. Ток он берет с рельсы А и Б не взирая на полярность и/или частоту.

И совсем отдельно перед! мостиком в локомотиве стоит "детектор" изменения полярности и/или частоты тока на рельсах вот по его результатам и выставляется 0 или 1 на МК для управления в локомотиве.

Ток у нас получается переменный (но с разними "задержками" в полярности которые генерирует командная станция) или переменный "однополярный" подаваемый с частотой генерируемой командной станцией.

Вобщем мы имеем ШИМ сигнал для управления и выпрямительный мостик для питания локомотива.

Вы въедте в суть вопроса, прежде чем поминать всяких богов. Спасибо, что описали мне принцип действия декодера, который я сам пару постов выше и написал. Тут 100 раз мне написали, включая Вас, про задержки и как они кодируют 1 и 0, хотя это вообще не относится к сути.

Если я замкну рельс А на рельс Б, через нагрузку потечет переменный ток. Это все, что я хотел слышать.

Изменено 25 марта, 2012 пользователем Мумия с крейсера Кузнецов

[Art1134]

Хотя Cympok и сказал, что используется переменный ток, который потом преобразуется в постоянный, я таки думаю, что используется импульсный биполярный. Об этом по крайней мере упоминает вот этот человек (Ссылка), говоря:

В системе DCC используется (!) биполярный переключающийся постоянный ток, модулированный цифровым управляющим сигналом. Это означает, что напряжение на рельсах в заданные моменты времени мгновенно изменяется от +12 (или +14,+16 и даже +18) до -12 (-14,-16,-18) вольт, а временные интервалы между такими изменениями (!) не равны между собой. Именно за счет неравенства временных интервалов между изменениями полярности и создается упомянутая модуляция – код, при помощи которого поездам, находящимся на рельсах, передаются данные.

Для Мумия с крейсера Кузнецов:

Бустер (усилитель сигнала с командной станции) для рельсов источник сигнала, подключен к ним двумя проводами - один к рельсу А, второй к рельсу Б. Постоянный ток вытекает из клеммы бустера Б, течет по рельсу Б и втекает куда? (Тоже самое для рельса А)

Я думаю, что по рельсе А ток втекает, по рельсе Б - вытекает. То есть рельса А будет землёй для рельсы Б, рельса Б - землёй для рельсы А (смотря с какой стороны подключать). Для бустера это будет выглядеть как передача биполярного тока, для декодера - как однополярного.

В отличие от цифровых сигналов сигнал от бустера, передаваемый по рельсам, несёт не только информационную, но и силовую составляющую (он имеет бОльшую амплитуду напряжения и бОльший ток, т.к. этот сигнал используется и для выбора декодера, и для питания и работы двигателей и других элементов).

Что касается выпрямительного моста. Здесь важнее смотреть всю схему целиком. Может, мост служит защитой от дурака при перепутывании подключения полярности?

Хотя если честно, все мои здесь высказывания скорее умозрительные. Вы бы лучше принципиальные схемы для примера бы достали. А то по ходу электронщиков, специализирующихся на DCC-системах управления макетами железных дорог, на этом форуме нет. Вот про что-нибудь более распространённое здесь бы Вам скорее больше помогли. А принципиальную схему Вам бы быстро разобрали по полочкам и объяснили что куда и зачем работает.

Изменено 25 марта, 2012 пользователем Art1134

[Tesla]

Если я замкну рельс А на рельс Б, через нагрузку потечет переменный ток. Это все, что я хотел слышать.

Так вы бы сразу так и сказали, что у вас не с пониманием сути проблема, а с терминологией) Тогда всё проще: у термина "переменный ток" есть как более широкое значение, обозначающее "любой ток, величина которого меняется во времени", так и более узкое - "ток, величина которого меняется по периодическому (чаще всего, синусоидальному) закону". Ток в системе DCC соответствует первому определению, но не соответствует второму.

[Мумия с крейсера Кузнецов]

Ну может и с терминологией. Я подозреваю, что писатель из меня никакой, и многие просто не поняли чего я хочу. Попробую описать по пунктам все с предысторией:

1. Речь идет именно про ток и про рельсы . Не про то, как сигнал выглядит на отдельной рельсине относительно общего провода бустера или декодера! У Вас есть только рельсы и сигнал, декодер Вы забыли купить.

2. Прочитав стандарт (это было давно - не в процессе нашего обсуждения), я уяснил, что на рельсах сигнал переменного тока. Да, он не синусоидальный и не такой каким его привыкли видеть и т.д. и т.п. Тем не менее, направление и величину он меняет, как я понимаю. Назовем его "особая форма" AC.

3. В процессе обсуждения на тематических интернет-ресурсах, мои оппоненты (т.е. не один человек) усомнились в моем понимании природы сигнала. Подтверждением чему выступили отсылки к вышеприведенным ресурсам (в первом моем посте) и гуглу в характерной манере. Дескать, на рельсах "особая форма" постоянного тока - bipolar DC или биполярный переключающийся постоянный ток. Что это такое я и не въезжаю.

4. Почему при таком сигнале ток постоянный я понимаю. Ток меняет величину, но направление у него одно.

Почему при таком сигнале ток не переменный (как думаю я), а постоянный (как меня убеждают) я не понимаю.

5. Я пробовал искать в википедии и в гугле, что такое этот биполярный постоянный ток, но не нашел. Может плохо искал. Нашел только такое: "Совершеннейшей чепухой являются и ссылки на "биполярный ток". При желании - желании "запудрить мозги", разумеется! - так можно назвать обычный сетевой ток в наших домах."

6. Чего я хотел услышать тут (один из двух вариантов):А) парень, ты прав, ток переменный, твои оппоненты неучи; Б) парень, ты необычайно туп. Ток постоянный. Ну и, по возможности, объяснить.

На данный момент, я продолжаю придерживаться мнения, что ток переменный. Но допускаю, что я не прав, т.к. не имею дела с электричеством в профессиональной сфере, занимаюсь переработкой пластмасс.

Вопрос-резюме (по терминологии): что такое биполярный переключающийся постоянный ток? С графиками, рисунками, ну и пояснениями.

P.S. В принципе можно не отвечать. С переменным током (и моим пониманием его) у меня выстроилась вполне четкая картина. Лишний раз вопить "О, боже!" ни к чему. Итак флейм какой-то получается, только форум засоряем.

[Art1134]

Переключающийся постоянный ток - это прямоугольные импульсы, т.е. постоянный ток очень быстро переключается между двумя уровнями. Биполярный - переключение идёт между уровнями разной полярности.

Этот сигнал является однополярным, а этот - биполярным.

И если с бустера сигнал будет идти такой , то если замкнуть рельсу А на рельсу Б, то через нагрузку пойдёт либо такой сигнал , либо такой , смотря какую из рельс считать землёй.

Слово "переменный" обычно применяют для синусоидальных и плавно изменяющихся сигналов. "Биполярный" - для импульсных.

[Tesla]

На резистивной нагрузке график силы тока в точности повторяет график напряжения, за исключением того, что ось "Y" будет проградуирована не в вольтах, а в амперах, ну и масштаб будет зависеть от сопротивления нагрузки. Декодер DCC, строго говоря, не является резистивной нагрузкой, но в нашем случае этим можно пренебречь. Так что, к току через нагрузку понятие "переменный ток" применимо в той же мере, что и "переменное напряжение" к напряжению на выходе бустера.

Теперь по устройству бустера: на входе бустера имеется цифровой сигнал, принимающий значение "0" или "1". Внутри бустера находятся два коммутатора, в зависимости от входного сигнала соединяющие каждый рельс с "землёй" (минусом) источника питания бустера, или с плюсом. Коммутаторы работают в противофазе, т.е. когда входной сигнал имеет значение "0", условно левый рельс соединяется с землёй, а условно правый - с плюсом, когда "1" - наоборот. Соответственно, на каждом из релсов мы имеем однополярные относительно земли импульсы, но между двух рельсов - двуполярные.

Если этот момент непонятен, поясню: пусть напряжение на левом рельсе - U1, напряжение на правом - U2, напряжение между двумя - U = U1 - U2. Если U1 = 0, а U2 = +12, то U = 0 - 12 = -12. Если U1 = +12, а U2 = 0, то U = 12 - 0 = 12

[Art1134]

Я знаю, что после драки кулаками не машут. Но у меня появилось время ответить . Tesla, насчёт амплитуды Вы скорее всего правы, но вот полярность менялась бы, если бы землю и сигнальную цепь меняли бы между собой при каждой смене импульса. Но земля у нас не меняется и ток течёт постоянно только в одну сторону. Из-за совпадения моментов спада и возрастания импульсов сигнал превращается в одну сплошную линию (т.е. в постоянный ток). Вот схема в мультисиме, как я её себе представляю.

На картинке я пытался изобразить, что будет происходить с сигналом при совпадении фаз и при различии в 90 гр.

Если Вы не знакомы с мультисимом, то на источнике сигнала надпись "5V 0V" означает, что в нулевой момент сигнал начинается с 5 В, а надпись "0V 5V" - с 0 Вольт.

[Tesla]

полярность менялась бы, если бы землю и сигнальную цепь меняли бы между собой при каждой смене импульса.

Давайте определимся с землёй. Настоящая "земля" у нас есть только в блоке питания и бустере. Ни один из рельсов не имеет постоянного соединения с "землёй", оба рельса - сигнальные, просто сигнал на них всегда противоположный, т.е. бустер коммутирует их либо как "левый рельс - земля, правый - плюс питания", либо "левый рельс - плюс питания, правый - земля". Если мы условно примем потенциал одного из них за локальную землю, то потенциал другого относительно этой локальной земли будет всегда либо +V, либо -V (зависит от того, с питанием или с глобальной землёй соединён тот рельс, который мы приняли за локальную землю в своём измерении). Но относительно глобальной "земли" он будет уже либо +V, либо 0.

[Art1134]

Извиняюсь за свою небрежность в терминах (это насчёт земли). Похоже я слишком поторопился (вечная моя проблема ). Я думал, что бустера два и каждый подключается к отдельной рельсине. Таким макаром я откланиваюсь и уё... от Ваших резких суждений в мою честь.