採用傅立葉變換技術的移頻軌道電路測試裝置的製作方法

2023-12-10 04:36:51 2

專利名稱：採用傅立葉變換技術的移頻軌道電路測試裝置的製作方法
技術領域：
本實用新型適用於檢測鐵路移頻軌道電路信號，尤其適於檢測電氣化和高速鐵路無絕緣移頻軌道電路，屬採用微電子技術的鐵路信號設備檢測裝置。
目前我國鐵路電氣化鐵道不斷發展，準高速鐵路已在運行，高速鐵路亦在發展之列，因而要求鐵路信號設備及其檢測設備與之相適應。現有普通鐵路所用的移頻軌道電路測試裝置，大都採用硬體濾波、時間計數的時域測試方式，其穩定性、抗幹擾性能差，測試精度不高，測試範圍窄，不能適應電氣化鐵路、高速鐵路發展的需要。
本實用新型的目的就是要克服上述現有技術存在的缺點，設計一種抗幹擾性能好、測試精度高，測試範圍廣的能用於檢測電氣化鐵路和高速鐵路移頻軌道電路的信號自動測試裝置。
本實用新型的目的可以通過以下方式實現。本測試裝置的核心是選用以快速傅立葉變換為主的數位訊號處理技術，其方案為利用現有的機車感應器連接信號轉換電路，信號轉換電路連接設有高速數位訊號處理器件的主控電路，主控電路再分別連接設有快速傅立葉變換器件的頻譜分析電路、共享存儲器，共享存儲器再連接解碼電路和微機，與主控電路連接的還有距離脈衝發生器。
信號轉換電路由高頻變壓器連接模/數轉換電路構成；主控電路由高速數位訊號處理器件分別連接隔離電路、邏輯電路、輸出口電路組成；頻譜分析電路由帶窗快速傅立葉變換晶片分別連接實部存儲器、虛部存儲器、虛實部存儲器、窗函數存儲器、鎖存器、時鐘構成。
本實用新型的主要優點是由於採用了先進的數位訊號處理器件和快速傅立葉變換技術及器件，使得本測試裝置抗幹擾性能好，精度高，測試範圍寬，速度快，工作穩定，尤其在電化區段強幹擾、小信號的情況下效果更為明顯，因而解決了高速鐵路、電氣化鐵路所需的問題。
以下結合附圖和實施例對本實用新型作進一步說明。


圖1為本測試裝置電路結構圖；圖2為實施例中頻譜分析電路III的電路原理圖。
本實施例中，信號轉換電路I由1∶1的高頻變壓器2連接模/數轉換電路3(TLC32044型集成片)構成；主控電路II由高速數位訊號處理器件4(TMS320C25晶片)分別連接隔離電路5(7片74F245晶片並行)、邏輯電路6(3片GAL20V8晶片並行)、輸出口電路7(2片74F374晶片並行)構成；頻譜分析電路III由快速傅立葉變換晶片8(TMC2310型)分別連接實部存儲器12、虛部存儲器13、虛實部存儲器14(都是6116型集成片)、窗函數存儲器15(WS57C49C型)及鎖存器16(74F374型)、時鐘17(用20兆晶體振蕩器)構成；解碼電路10採用GAL16V8晶片，距離脈衝發生器V採用RCL-5車載測距儀。
本測試裝置的工作原理如下開機後首先完成自檢。
當地面信號由機車感應器1接收上來後，經過高頻變壓器2隔離，進入模/數轉換器3完成一次轉換後，向高速數位訊號處理器件4(以下簡稱處理器件4)申請中斷，由處理器件4讀取並判斷是否滿足移頻信號的採樣頻率範圍的數據，將滿足該範圍的數據讀入到頻譜分析電路III的實部存儲器12和虛實部存儲器14的實部中，經控制CMD0-1腳，快速傅立葉變換晶片8據此開始工作，此時其DONE線處於低電平，完成任務後，DONE線變成高電平，處理器件4據此並通過BIO線判斷出快速傅立葉變換晶片8是否完成任務。在此工作中處理器件4根據計算的需要，控制SSO-2線的高低，選擇窗函數存儲器15中合適的窗函數使快速傅立葉變換的頻移和清零處理僅用一個計算周期(100ns)就能完成。當頻譜分析電路III完成任務後，處理器件4讀取實部存儲器12，虛部存儲器13、虛實部存儲器14中的值並進行後期處理工作，完成數據處理後將結果送入共享存儲器IV中，供微機11讀取再輸出顯示或列印。
另外，距離的計算是由處理器件4通過中斷口INT1接收由脈衝發生器V送來的距離脈衝，每次中斷處理器件4就使距離加1，根據兩次中斷的時間間隔，計算出列車的速度，處理器件4將上述距離和速度值送往共享存儲器9，供微機11讀取使用。
權利要求1.一種採用傅立葉變換技術的移頻軌道電路測試裝置，涉及機車感應器，其特徵是機車感應器(1)連接信號轉換電路(I)，信號轉換電路(I)連接設有高速數位訊號處理器件的主控電路(II)，主控電路(II)再分別連接設有快速傅立葉變換器件的頻譜分析電路(III)、共享存儲器(IV)，共享存儲器(IV)再連接解碼電路(10)和微機(11)，與主控電路(II)連接的還有距離脈衝發生器(V)。
2.根據權利要求1所述的採用傅立葉變換技術的移頻軌道電路測試裝置，其特徵是信號轉換電路(I)由高頻高壓器(2)連接模/數轉換電路(3)構成；主控電路(II)由高速數位訊號處理器件(4)分別連接隔離電路(5)、邏輯電路(6)、輸出口電路(7)組成；頻譜分析電路(III)由帶窗快速傅立葉變換晶片(8)分別連接實部存儲器(12)、虛部存儲器(13)、虛實部存儲器(14)、窗函數存儲器(15)、鎖存器(16)、時鐘(17)構成。
專利摘要本實用新型適於檢測電氣化鐵路高速鐵路移頻軌道電路，是採用傅立葉變換技術的移頻軌道電路測試裝置。主要特徵是設有信號轉換電路、帶數位訊號處理器件的主控電路、帶快速傅立葉變換器件的頻譜分析電路、脈衝發生器、共享存儲器及微機，由機車感應器接收的信號經轉換送由主控電路控制的頻譜分析電路計算，處理結果由微機讀取輸出。本檢測裝置檢測範圍寬、速度快、精度高，抗幹擾性強，解決了普通移頻檢測儀不適於鐵路電化和高速的問題。
文檔編號G01C22/00GK2271703SQ96241518
公開日1997年12月31日 申請日期1996年10月30日 優先權日1996年10月30日
發明者魏學業, 丁正庭, 汪希時 申請人:北方交通大學