鐵路信號專用雙向傳輸衰耗器的製作方法
2023-06-14 00:51:51 3
專利名稱：鐵路信號專用雙向傳輸衰耗器的製作方法
技術領域：
本發明是鐵道信號移頻自動閉塞雙向傳輸哀耗器，是為適應移頻信號在傳輸通道中調整發送和接收信號電平而發明的。
我們知道，音頻信號在通道中只有全程阻抗儘量匹配才能更好地傳輸。而在鐵道信號傳輸通道中不能應用傳統的由純電阻組成的阻抗匹配的衰耗器。下面以T型純電阻衰耗器為例說明原因。如附
圖1所示，在接收信號過程中，由於某種原因電阻斷線，圖中R1斷線時，接收不到信號，但是，當R2斷線時，接收端3-4電壓升高，信號燈可能由紅燈變成綠燈，這就可能造成列車的錯誤發行，而造成重大交通事故。這種現象簡稱「升級」。因此，這種類型的衰耗器嚴禁在鐵路信號電路中使用。在原移頻信號通道中解決哀耗的辦法是在通道中串連多個電阻完成，而不敢在通道中並聯電阻，調整串聯電路的電阻值大小來調整衰耗，這樣雖然能達到調節通道哀耗的目的，但使通道阻抗嚴重波動，而引起信號幅頻特性變壞。請看附圖2所示電路，在目前使用的移頻電路中，R1-Rn是由470到100K間變化。因此造成傳輸通道的阻抗嚴重失配，影響了移頻信號的有效傳輸。由於目前全路應用的最先進的信號電路，如18信息的傳輸頻率為460-940HZ，法國的UT為1700Hz-2600Hz，都沒有很好的解決阻抗失配的問題。
本發明的目的在於，提供一種既能保證特性阻抗與通道的電纜阻抗匹配，又能使電路倒向安全(不升級)的鐵路信號專用雙向傳輸衰耗器。
可用如下方式實現本發明鐵路信號專用雙向傳輸衰耗器，電路結構為串臂電阻和並臂四端電容組成的∏型四端網絡。
電路結構也可以是電阻和四端電容組成的Γ型四端網絡。
電路結構還可以是電阻和四端電容組成的T型四端網絡。
本發明通過機助計算可以滿足用戶要求的任何數值的固有衰耗，如經常應用的1-10dB的衰耗要求；通過機助計算，可以滿足用戶要求的任何數值的特性阻抗值；特性阻抗可以滿足20歐姆到數千歐姆的要求；為了調整電平方便，可以製作出若干個不同衰耗值的衰耗器。進行任意數值的組合，滿足不同工作現場的使用；可以滿足信號電路較寬頻率工作範圍的要求，頻率可以滿足50赫茲到數千赫茲的要求；電路元件數值容易實現，電容由數微法到若干皮法，電阻由數歐姆到數千歐姆。
圖1是現有的T型純電阻衰耗器電路圖；圖2是現有的通道中串聯多個電阻的衰耗器電路結構示意圖；圖3-1是∏型衰耗器電路原理圖；圖3-2是平衡型∏型衰耗器電路原理圖；圖3-3是Γ型衰耗器電路原理圖；圖3-4是T型衰耗器電路原理圖；圖4是圖3-3的等效電路圖。
實施例1鐵路信號專用雙向傳輸衰耗器，電路結構為串臂電阻R和並臂四端電容C組成的∏型四端網絡，1、2是發送端，3、4是接收端，本電路是四端網絡，其電容C為特製四端電容。(這是鐵路信號經常採用的元件)。當電容斷線時，信號不能由1-2端傳送到3-4端，因而不能升級。同樣，電阻R斷線時，信號也不能通過，因此，該衰耗器保證了電路導向安全(不升級)。同時，該衰耗器的特性阻抗能與通道的電纜阻抗較好的匹配。通過機助計算可以滿足用戶要求的任何數值的固有衰耗，如經常應用的1-10dB的衰耗要求；通過機助計算，可以滿足用戶要求的任何數值的特性阻抗值；特性阻抗可以滿足20歐姆到數千歐姆的要求；為了調整電平方便，可以製作出若干個不同衰耗值的衰耗器。進行任意數值的組合，滿足不同工作現場的使用；可以滿足信號電路較寬頻率工作範圍的要求，頻率可以滿足50赫茲到數千赫茲的要求；電路元件數值容易實現，電容由數微法到若干皮法，電阻由數歐姆到數千歐姆。以4db衰耗器為例，其性能見表1(表1以移頻通道頻率為例)。
表1
表2(表2以法國UT的應用頻率為例)
實施例2實施例1所示的∏型衰耗器電路也可以根據需要作成平衡型，如圖3-2所示，電阻R分成R1、R2並聯連接，兩個四端電容也是並聯連接，同樣能具有上一實施例的性能。
實施例3圖3-3是電阻R和四端電容C組成的Γ型四端網絡，因為Γ型衰耗器電路兩側的特性阻抗不同，可以作終端阻抗匹配連接用，以Γ型10dbΓ型為例，700HZ時其Zn側特性阻抗為561Ω，相移為-52度，ZT阻抗為633Ω，相移為-37度。
實施例4圖3-4是四端電容C和發送端電阻R及接收端電阻R組成的T型衰耗器電原理圖，通過計算確定R、C的數值，它同樣可以實現實施例1所述的各種電路效果。
上述實施例三種網絡的計算過程我們知道上述三種網絡中最基本的是Γ型四端網絡，因為兩個Γ型網絡對接為T型網絡，兩個Γ型網絡反向對接為∏型網絡。因此計算過程是以Γ型網絡為基本出發點來計算的。我們知道四端網絡的固有傳輸常數，就是在外接阻抗匹配聯接情況下，輸入端的複數伏安與輸出端複數伏安之比的自然對數之半，用式子表示g0=1/21n(U1I1/U2I2)----(ZL=ZC)]]>＝b0+ja0b0表示電流通過網絡時幅度變化受到的衰減。
a0表示電流通過網絡時相位發生的變化。
同時我們知道圖3-3電路的等效電路如圖4所示，採用已有的計算公式即可算出衰耗器的阻容值，所用公式如下ZT=Z1Z2(1+Z14Z2)]]>thg0=Z12Z12+2Z2]]>Zn=Z1Z21+Z14Z2]]>我們電路中R＝1/2Z1，2Z2＝1/jωc，將其帶入公式，則可分別求出ZT、Zn、g0。當用戶提出所需匹配的阻抗及衰耗的數值時，反覆用變化的R、C數值進行計算，使之符合各種類型的阻抗和衰耗值的要求。由於求R、C的過程需要反覆的運算，並且阻容電路的阻抗為複數，因此在運算過程之中，複數相乘、相加算起來很繁瑣。可編出普通的運算程序加以機助運算，手工算也可，只是時間問題。
權利要求
1.一種鐵路信號專用雙向傳輸衰耗器，其特徵是電路結構為串臂電阻和並臂四端電容組成的∏型四端網絡。
2.根據權利要求1所述的鐵路信號專用雙向傳輸衰耗器，其特徵是∏型四端網絡電路中串臂電阻分成兩個電阻並聯，與並臂四端電容組成平衡∏型四端網絡。
3.根據權利要求1所述的鐵路信號專用雙向傳輸衰耗器，其特徵是電路結構也可以是電阻和四端電容組成的Γ型四端網絡。
4.根據權利要求1所述的鐵路信號專用雙向傳輸衰耗器，其特徵是電路結構還可以是電阻和四端電容組成的T型四端網絡。
全文摘要
本發明是鐵道信號移頻自動閉塞雙向傳輸哀耗器,是為適應移頻信號在傳輸通道中調整發送和接收信號電平而發明的,其電路結構為串臂電阻和並臂端電容組成的四端網絡,該衰耗器的特性阻抗能與電纜阻抗較好的匹配,可以滿足信號電路較寬頻率工作範圍和常用的1－10db衰耗的要求,無論電阻斷線,還是電容斷線都保證了電路不「升級」,安全可靠。
文檔編號H04B3/04GK1379550SQ0110639
公開日2002年11月13日 申請日期2001年3月30日 優先權日2001年3月30日
發明者見薔, 蘭獻彬, 李逸峰 申請人:黑龍江瑞興科技股份有限公司