同時傳送數據與連續信號的列車廣播線載波通信網絡的製作方法
2023-05-05 19:51:56 2
專利名稱：同時傳送數據與連續信號的列車廣播線載波通信網絡的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種同時傳送數據與連續信號的列車廣播線載波通信網絡，它屬於載波有線通信裝置範疇。
背景技術：
現有涉及載波有線通信的技術，有電力線載波通信技術、電話線載波通信技術、internet載波通信技術、寬帶網絡通信技術和某些廣播線載波通信技術，所有這些技術方案，不僅造價高，而且多數條件下都是進行點對點通信和間歇式數據通信，或者不能進行自成系統的多信號通信和連續通信。
技術內容本實用新型的任務，是要設計一種同時傳送數據與連續信號的列車廣播線載波通信網絡，用於火車列車上，利用廣播線載波，在各車廂的儀器之間，在從屬儀器與數據中心儀器通信傳送數據的同時，解決其中另一臺如作為轉速中心的儀器不間斷地向其它儀器傳送轉速脈衝連續信號的通信網絡問題。
本實用新型是以如下的方式實現的。
一種同時傳送數據與連續信號的列車廣播線載波通信網絡，含有N個裝在各車廂儀器中的通信卡(1)，列車廣播線(2)和轉速傳感器(3)，其特徵在於所述通信卡(1)含有廣播線插座(11)、轉速傳感器插座(12)、數據通信接口(13)和數據與連續信號載波通信電路(14)，每個通信卡的廣播線插座(11)的兩條線與列車廣播線的兩條線連接，每個通信卡的數據通信接口(13)與所在車廂儀器的數據控制接口連接，任意一個通信卡的轉速傳感器插座(12)與一個安裝在任意車軸或驅動電機軸上的轉速傳感器(3)連接。
所述通信卡(1)含有集成在複雜可編程邏輯器件CPLD中的調製解調和通信控制電路(141)、載波疊加與自動增益控制電路(142)、載波發送電路(143)、載波接收分離適調電路(144)和時鐘振蕩器(145)；車廂儀器的計算機接口通過所述數據通信接口(13)的各引腳與調製解調和通信控制電路(141)的相應引腳相連接；轉速傳感器(3)的轉速信號N1、N2通過轉速傳感器插座(12)的N1引腳和N2引腳與調製解調和通信控制電路(141)相應端子連接，轉速傳感器插座(12)和數據與連續信號載波通信電路(14)的電源和地線分別相連；列車廣播線A和B通過廣播線插座(11)的引腳與載波發送電路(143)的相應端子連接。
所述載波發送電路(143)含有運放N1B，三極體V1、三極體V2、三極體V3，電阻R45、電阻R46、電阻R48，電容器C4、電容器C5、電容器C36和變壓器B，接收來自載波疊加與自動增益控制電路(142)送來的轉速載波、數據載波疊加載波信號的所述運放N1B的輸出端接NPN功率三極體V1和PNP功率三極體V2的基極，三極體V1、V2的發射極連接後接到運放N1B的負輸入端，運放N1B負輸入端經過電阻R45接地；三極體V1的集電極接變壓器B的B1線圈的B12端，B1線圈的異名端B11端接正電源VDD；三極體V2的集電極接變壓器B的B2線圈的同名端B21端，B2線圈的B22端接負電源VSS；變壓器B的繞組B3輸出端經過高頻耦合電容器C4、C5連接至與所述廣播線插座(11)相連接的載波發送電路(143)的相應端(1433)、(1434)；變壓器B的繞組B2的B21端經過電容器C36連接到三極體V3的基極，三極體V3的基極通過阻抗匹配電阻R46接地，三極體V3的集電極接到負電源VSS，三極體V3的發射極經過電阻R48接到正電源VDD，三極體V3的發射極通過埠(1432)與載波疊加與自動增益控制電路(142)的收發載波輸入端(1424)相連。
載波疊加與自動增益控制電路(142)含有運放N1A，電阻R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7，電容C31、C37，三極體V5，二極體V4，多通道模擬開關D1、數字載波帶通濾波器DBP和轉速載波帶通濾波器SBP，其中由電阻R4、R5、R6、R7、二極體V4、三極體V5、電容C37、多通道模擬開關D1組成自動增益控制器，電阻R4的一端接收發載波輸入端(1424)，另一端接到二極體V4的負端，二極體V4的正端接到電容C37的負端，電容C37的正端接地；二極體V4的正端還接到電阻R5的一端，電阻R5的另一端通過電阻R6與邏輯電源VCC相連接，並接到三極體V5的基極；三極體V5的集電極接負電源VSS，三極體V5的發射極通過電阻R7接電源VDD，三極體V5的發射極輸出信號還接到多通道模擬開關D1的X1、Z1端，多通道模擬開關D1的X0、Y0、Y1、Z0、INH、B、VEE、GND接地，多通道模擬開關D1的VCC接邏輯電源VCC，多通道模擬開關D1的A、C端經過數據載波輸入端(1422)、轉速載波輸入端(1423)接受來自調製解調和通信控制電路(141)的、符合邏輯電平的數字載波信號和轉速載波信號，多通道模擬開關D1的X端輸出數字載波信號，Z端輸出轉速載波信號；由數據載波帶通濾波器DBP、轉速載波帶通濾波器SBP、電阻R1、R2、R3、電容C31和運放N1A組成載波疊加電路；所述多通道模擬開關D1的X端和Z端分別輸入到數據載波帶通濾波器DBP、轉速載波帶通濾波器SBP的輸入端DI、SI，經過濾波獲得的近似正弦的載波信號分別由數據載波帶通濾波器DBP和轉速載波帶通濾波器SBP的D0、S0輸出，並分別經過電阻R1、R2接到電容器C31的一端，C31的另一端接到運放N1A的負輸入端，N1A的負輸入端經過電阻R3接到其輸出端，N1A的正輸入端接地，組成加法器電路，把經過濾波後的數據載波電壓UD和轉速載波電壓US按照公式UO＝-(UD/R1+US/R2)*R3線性疊加，輸出到疊加載波輸出(1421)。
載波接收分離適調電路(144)含有數據載波分離適調電路(1445)和轉速載波分離適調電路(1446)；所述數據載波分離適調電路(1445)由數據帶通濾波器與轉速帶阻濾波器DBPSBZ和自動增益與整形電路AGCSMT組成，所述轉速載波分離適調電路(1446)由轉速帶通濾波器與數據帶阻濾波器SBPDBZ和自動增益與整形電路AGCSMT組成，
DBPSBZ電路的輸入端DI與SBPDBZ電路的輸入端SI並聯接到載波接收分離適調電路(144)的輸入端(1441)；數據載波分離適調電路(1445)的DBPSBZ電路輸出端DO接其AGCSMT電路的輸入端AI，其AGCSMT電路的輸出端AO接到載波接收分離適調電路(144)的輸出端(1442)，轉速載波分離適調電路(1446)的SBPDBZ電路輸出端SO接其AGCSMT電路的輸入端AI，其AGCSMT電路的輸出端AO接到載波接收分離適調電路(144)的輸出端(1443)。
數據載波分離適調電路(1445)和轉速載波分離適調電路(1446)所含的自動增益與整形電路AGCSMT電路，含有電阻R11、R12、R13、R14、R15、R16、R17、電容C11、C12、C13、C14、C15、C16、電感L11、三極體V11、V12、V13、V14、二極體V15、V16和SMT觸發器D2A，電阻R11的一端連接到AGCSMT電路的AI端，另一端接到PNP三極體V11的發射極和三極體V12的基極，還通過電感L11與電源地GND相連；三極體V11的集電極接負電源VSS，基極連接到並聯的電容C11和電容C15的一端，電容C11和C15的正端接地，三極體V11基極還接到發光二極體V16的正端，二極體V16的負端接二極體V15的正端和電容C14的一端，二極體V15的負端接地，電容C14的另一端接三極體V14的發射極；三極體V12的集電極接正電源VDD，發射極接電阻R12的一端，電阻R12的另一端接負電源VSS，三極體V12的發射極還接NPN三極體V13的基極，三極體V13的發射極經過電容C13接地，還經過電阻R13接負電源VSS，三極體V13的集電極經過電阻R14接正電源VDD，還接到NPN三極體V14的基極，還經過電容器C12接地，三極體V14的集電極接正電源VDD，三極體V14的發射極經過電阻R15接負電源VSS，該發射極還經過電容C16接SMT觸發器D2A的輸入端，SMT觸發器D2A輸入端還接有把VCC電壓由相等的電阻R16、R17分壓為VCC/2的分壓器SMT觸發器D2A的輸出端，即是自動增益與整形電路AGCSMT電路的輸出端AO。
調製解調和通信控制電路(141)含有集成於複雜可編程邏輯器件CPLD中的轉速選擇控制電路NCOT，轉速調製電路NDZ，轉速解調電路NJD，數據調製電路DDZ，數據解調電路DJD；所述轉速選擇控制電路NCOT含有與調製解調和通信控制電路(141)的端子(1411)連接的轉速1輸入端子N1，與調製解調和通信控制電路(141)的端子調製解調和通信控制電路(141)的端子(1412)連接的轉速2輸入端子N2，與調製解調和通信控制電路(141)的端子(141A)連接的轉速報警端子NBJ，與調製解調和通信控制電路(141)的端子(141B)連接的報警通道端子N01，與調製解調和通信控制電路(141)的端子(141C)連接的轉速校準端子CAL，與調製解調和通信控制電路(141)的端子(141D)連接的轉速輸出端子NOUT，與調製解調和通信控制電路(141)的端子(141E)連接的轉速停發端子NN，連接到轉速調製電路NDZ的NINP端的轉速發送端子NF，連接到轉速解調電路的NJDO端的轉速接收端子NS，和連接到調製解調和通信控制電路(141)的端子(141G)端的「時鐘振蕩器」信號CLK；
所述轉速調製電路NDZ含有與調製解調和通信控制電路(141)的端子(1414)連接的轉速調製輸出端子NDZO，連接到轉速選擇控制電路NCOT的轉速發送控制端NF的轉速輸入端子NINP，和連接到調製解調和通信控制電路(141)的端子(141G)端的「時鐘振蕩器」信號CLK；轉速解調電路NJD含有與調製解調和通信控制電路(141)的端子(1416)連接的轉速載波輸入端子NJDI，連接到轉速選擇控制電路NCOT的轉速接收端子NS的轉速解調輸出端子NJDO，和連接到調製解調和通信控制電路(141)的端子(141G)端的時鐘振蕩器信號CLK；數據調製電路DDZ含有與調製解調和通信控制電路(141)的端子(1413)連接的數據載波輸出端子DZO，與調製解調和通信控制電路(141)的端子(1418)端子連接的數據輸入端子DI，與調製解調和通信控制電路(141)的端子(1419)連接的發送允許端子FS，和連接到調製解調和通信控制電路(141)的端子(141G)端的時鐘振蕩器信號CLK；數據解調電路DJD含有與調製解調和通信控制電路(141)的端子(1415)連接的數據載波輸入端子DZI，與調製解調和通信控制電路(141)的端子(1417)連接的數據輸出端子DO，與調製解調和通信控制電路(141)的端子(1419)連接的發送允許端子FS，和連接到調製解調和通信控制電路(141)的端子(141G)端的時鐘振蕩器信號CLK。
圖1為本實用新型原理框圖；圖2為通信卡原理框圖；圖3為載波發送電路原理圖；圖4為載波疊加與自動增益控制電路原理圖；圖5為載波接收分離適調電路原理圖；圖6為自動增益與整形電路原理圖；圖7為調製解調和通信控制電路原理框圖。
具體實施方式
如圖1-7所示它含有N個裝在各車廂儀器中的通信卡1，列車廣播線2和轉速傳感器3，其特徵在於通信卡1是一種含有廣播線插座11、轉速傳感器插座12、數據通信接口13和內部電路14的同時傳送數據與連續信號的列車廣播線載波通信卡，每個通信卡的廣播線插座11的兩條線與列車廣播線的兩條線連接，每個通信卡的數據通信接口13與所在車廂儀器的數據控制接口連接，任意一個通信卡的轉速傳感器插座12與安裝在該車任意車軸或驅動電機軸上的唯一的轉速傳感器連接，如圖1。下面結合具體方案加以說明。
所述同時傳送數據與連續信號的列車廣播線載波通信卡1，含有廣播線插座11、轉速傳感器插座12、數據通信接口13和數據與連續信號載波通信電路14，其特徵在於，含有集成在複雜可編程邏輯器件CPLD中的調製解調和通信控制電路141，載波疊加與自動增益控制電路142，載波發送電路143、載波接收分離適調電路144和時鐘振蕩器145，如圖2；由車廂儀器的計算機接口通過數據通信接口13的各引腳(131~139)與調製解調和通信控制電路141的相應引腳(1417~141F)連接關係如下表
轉速傳感器3的N1、N2轉速信號，通過轉速傳感器插座12的N1引腳122和N2引腳123與調製解調和通信控制電路141相應端子1411、1412連接，轉速傳感器插座12的引腳121、124與數據與連續信號載波通信電路14的電源和地線連接。
列車廣播線A和B，通過廣播線插座11的引腳111、112與載波發送電路143的端子1433、1434連接。
數據與連續信號載波通信電路14內部的調製解調和通信控制電路141，載波疊加與自動增益控制電路142，載波發送電路143、載波接收分離適調電路144和時鐘振蕩器145之間的連接關係如下表
其特徵還在於，載波發送電路143含有運放N1B，三極體V1~V3，電阻R45、R46、R48，電容器C4、C5、C36，變壓器B，運放N1B經過端子1431接收來自載波疊加與自動增益控制電路142送來的轉速載波、數據載波的疊加載波信號，輸出端接NPN功率管V1和PNP功率管V2的基極，V1、V2的發射極連接後接到N1B的負輸入端，N1B負輸入端經過電阻R45接地，V1的集電極接變壓器B的B1線圈的B12端，B1線圈的B11端(同名端)接正電源VDD；V2的集電極接變壓器B的B2線圈的B21端(異名端)，B2線圈的B22端接負電源VSS；V1、V2的輸出電流從集電極輸出到變壓器B，而該電流流經R45產生的電壓以串聯電流負反饋的方式反饋到N1B的負輸入端，按照輸出電流I＝U1431/R45的公式輸出恆流。由於變壓器的B11和B21為異名端並由V1、V2輸入對應輸入電壓U1431的反相的電流，因而在變壓器繞組B3輸出對應輸入電壓U1431的全波電壓，經過電容器C4、C5作高頻耦合，經過端子1433、1434和廣播線插座11的端子111、112發送到廣播線；而廣播線上由其它車載儀器的數據與連續信號載波通信電路14發送到廣播線上的載波信號，也經由廣播線插座11的端子111、112，端子1433、1434，電容器C4、C5耦合到線圈B3、B2。經過電容器C36連接B2的B21端到三極體V3的基極，V3的基極還接有另一端接地的阻抗匹配電阻R46，V3的集電極接到VSS，V3的發射極經過電阻R48接到VDD，發射極經過端子1432輸出反映廣播線上載波信號的低阻抗電壓。由於C4、C5的聲頻容抗很大，而變壓器B的聲頻感抗很小，廣播線的聲頻廣播信號被大部分阻隔在C4、C5之外。
其特徵還在於，載波疊加與自動增益控制電路142含有運放N1A，電阻R1~R7，電容C31、C37，三極體V5，二極體V4，多通道模擬開關D1和數字載波帶通濾波器DBP、轉速載波帶通濾波器SBP，如圖4。
由R4、V4、C37、R5、R6、R7、V5、D1組成自動增益控制器，R4的一端接收發載波輸入端子1424，另一端接到V4的負端，V4的正端接到C37的負端，C37的正端接地，V4的正端還接到R5的一端，R5的另一端接到R6的一端，還接到V5的基極，R6的另一端接邏輯電源VCC，V5的集電極接負電源VSS，V5的發射極接電阻R7的一端，R7的另一端接電源VDD，V5的發射極輸出信號還接到多通道模擬開關D1的X1、Z1端，D1的X0、Y0、Y1、Z1、INH、B、VEE、GND接地GND，D1的VCC接邏輯電源VCC，D1的A、C端經過端子1422、1423接受來自調製解調和通信控制電路141的、符合邏輯電平的數字載波信號和轉速載波信號，D1的X端輸出數字載波信號，Z端輸出轉速載波信號。
來自載波發送電路143的端子1432的反映廣播線上載波信號的低阻抗電壓信號，經過端子1424和R4接到V4的負端，由V4對載波信號的負半波進行檢波，C37得到的負半波電壓，經R5、R7對VCC分壓，如果載波信號的幅度增大，則C37的輸出電壓降低，分壓所得電壓也降低，V5的發射極輸出低電平，反之，若載波信號的幅度減小，則C37的輸出電壓上升，分壓所得電壓也上升，V5的發射極輸出高電平，該電平接到D1的X1、Z1輸入端，而X0、Z0輸入端接低，在1422、1423端進入的、接受來自調製解調和通信控制電路141的、符合邏輯電平的數字載波信號和轉速載波信號的控制下，從X、Z端輸出高電平等於V5發射極電平、低電平等於0的數字載波信號和轉速載波信號，實現自動增益控制。
由數據載波帶通濾波器DBP、轉速載波帶通濾波器SBP、電阻R1、R2、R3、電容C31和運放N1A組成載波疊加電路。輸出高電平等於V5發射極電平、低電平等於0的數字載波信號和轉速載波信號，分別輸入到由數據載波帶通濾波器DBP、轉速載波帶通濾波器SBP的輸入端DI、SI，經過濾波獲得的近似正弦的載波信號分別由DO、SO輸出，分別經過電阻R1、R2接到電容器C31的一端，C31的另一端接到運放N1A的負輸入端，N1A的負輸入端經過電阻R3接到其輸出端，N1A的正輸入端接地，組成的加法器電路，把經過濾波後的數據載波電壓UD和轉速載波電壓US按照公式UO＝-(UD/R1+US/R2)*R3線性疊加，輸出到端子1421。
載波接收分離適調電路144，其特徵在於含有數據載波分離適調電路1445和轉速載波分離適調電路1446，如圖5。
數據載波分離適調電路1445由數據帶通濾波器與轉速帶阻濾波器DBPSBZ和自動增益與整形電路AGCSMT組成，轉速載波分離適調電路1446由轉速帶通濾波器與數據帶阻濾波器SBPDBZ和自動增益與整形電路AGCSMT組成，DBPSBZ電路的輸入端DI與SBPDBZ電路的輸入端並聯接到載波接收分離適調電路144的輸入端1441，數據載波分離適調電路1445的DBPSBZ電路輸出端DO接其AGCSMT電路的輸入端AI，其AGCSMT電路的輸出端AO接到載波接收分離適調電路144的輸出端之一1442，轉速載波分離適調電路1446的SBPDBZ電路輸出端SO接其AGCSMT電路的輸入端AI，其AGCSMT電路的輸出端AO接到載波接收分離適調電路144的輸出端之二1443，數據載波分離適調電路1445和轉速載波分離適調電路1446所含的自動增益與整形電路AGCSMT電路，含有電阻R11~R17、電容C11~C16、電感L11、三級管V11~V14、二極體V15~V16和SMT觸發器D2A，電阻R11的一端連接到AGCSMT電路的AI端，另一端接到PNP三極體V11的發射極，還連接到L11的一端，L11的另一端接地GND，還連接到NPN三級管V12的基極；V11的集電極接負電源VSS，基極連接到並聯的電容C11和C15的一端，C11和C15的正端接地，該基極還接到發光管V16的正端，V16的負端接V15的正端和C14的一端，V15的負端接地，C14的另一端接V14的發射極；V12的集電極接正電源VDD，發射極接電阻R12的一端，R12的另一端接負電源VSS，V12的發射極還接NPN三極體V13的基極，V13的發射極經過電容C13接地，還經過電阻R13接負電源VSS，V13的集電極經過電阻R14接正電源VDD，還經過電容器C12接地，還接到NPN三級管V14的基極，V14的集電極接正電源VDD，V14的發射極經過電阻R15接負電源VSS，該發射極還經過電容C16接SMT觸發器D2A的輸入端1，SMT觸發器輸入端還接有把VCC電壓由相等的電阻R16、R17分壓為VCC/2的分壓器。SMT觸發器D2A的輸出端，即是自動增益與整形電路AGCSMT電路的輸出端AO。如圖6。
電感L11為V12的基極對地溝通，提供穩定的直流偏置，而又不損耗經過R11進入的高頻載波信號，該載波信號經過R11與V11發射極輸入阻抗分壓所剩餘電壓經過V12跟隨、V13作電壓放大和V14作跟隨電流放大而輸出到SMT整形電路，還輸入到由C14、V15、V16、C15、C11組成的峰峰值檢波電路，檢波電路輸出的對應輸出電壓峰峰值的電流，接到V11的基極，控制V11的發射極阻抗，當輸出電壓高時，檢波電流大，V11發射極阻抗降低，使V12的輸入電壓降低，進而使V14的輸出電壓下降，反之亦然，從而實現自動增益控制AGC。SMT電路D2A則把正弦載波整理為幅度等於VCC邏輯電平的方波，送到AO，經過AO和1442(或1443)送到調製解調和通信控制電路141。
調製解調和通信控制電路141，含有集成於複雜可編程邏輯器件CPLD中的轉速選擇控制電路NCOT，轉速調製電路NDZ，轉速解調電路NJD，數據調製電路DDZ，數據解調電路DJD，如圖7。
轉速選擇控制電路NCOT含有與調製解調和通信控制電路141的端子1441連接的「轉速1輸入」端子N1，與1412連接的「轉速2輸入」端子N2，與141A連接的「轉速報警」端子NBJ，與141B連接的「報警通道」端子N01，與141C連接的「轉速校準」端子CAL，與141D連接的「轉速輸出」端子NOUT，與141E連接的「轉速停發」端子NN，連接到「轉速調製電路」NDZ的NINP端的「轉速發送」端子NF，連接到「轉速解調電路」NJD的NJDO端的「轉速接收」端子NS，和連接到141G端的「時鐘振蕩器」信號CLK。
轉速選擇控制電路NCOT的內部電路對於端子信號的控制邏輯關係是AN1、N2存在並且CAL＝0，則NOUT＝N1，NBJ＝0，N01＝0。
B若N1存在N2不存在並且CAL＝0，則NOUT＝N1，NBJ＝1，N01＝1。
C若N1不存在N2存在並且CAL＝0，則NOUT＝N2，NBJ＝1，N01＝0。
D若N1、N2不存在並且CAL＝0，則NOUT＝0，NBJ＝0，N01＝NS。
E若CAL＝1，則NOUT＝自校頻率。
F若NN＝0並且N1、N2存在，則NF＝N1。
G若NN＝0並且N1不存在、N2存在，則NF＝N2。
H若NN＝1或者N1、N2不存在，則NF＝0轉速調製電路NDZ含有與調製解調和通信控制電路141的端子1414連接的「轉速調製輸出」端子NDZO，連接到「轉速選擇控制電路」NCOT的「轉速發送」控制端NF的「轉速輸入」端子NINP，和連接到141G端的「時鐘振蕩器」信號CLK。
轉速調製電路NDZ的內部電路對於端子信號的控制邏輯關係是若NINP＝1則以轉速載波頻率發送X個波到NDZO。轉速最高頻率FN、轉速載波頻率FZ與X之間的關係是X＜INT(FZ/FN/2)，並且INT(X/2)＝X/2。
轉速解調電路NJD含有與「調製解調和通信控制電路」141的端子1416連接的「轉速載波輸入」端子NJDI，連接到「轉速選擇控制電路」NCOT的「轉速接收」端子NS的「轉速解調輸出」端子NJDO，和連接到141G端的「時鐘振蕩器」信號CLK。
轉速解調電路NJD其內部電路對於端子信號的控制邏輯關係是若NJDI存在連續的多於X/2個波的轉速載波頻率信號，則發送一個持續時間等於X個轉速載波周期的正脈衝到NJDO後再檢測NJDI。
數據調製電路DDZ含有與調製解調和通信控制電路141的端子1413連接的「數據載波輸出」端子DZO，與1418端子連接的「數據輸入」端子DI，與1419連接的「發送允許」端子FS，和連接到141G端的「時鐘振蕩器」信號CLK。
數據調製電路DDZ其內部電路對於端子信號的控制邏輯關係是AFS＝1並且DI＝1則以DI的波特率頻率整倍數B1的載波頻率F1發送載波，BFS＝1並且DI＝0則以DI的波特率頻率整倍數B2的載波頻率F2發送載波，CFS＝0，則不發送數據載波。
數據解調電路DJD含有與調製解調和通信控制電路141的端子1415連接的「數據載波輸入」端子DZI，與1417連接的「數據輸出」端子DO，與1419連接的「發送允許」端子FS，和連接到141G端的「時鐘振蕩器」信號CLK。
其特徵還在於，數據解調電路DJD其內部電路對於端子信號的控制邏輯關係是AFS＝0並且DZI為F1載波並持續0.5BPS的時間，則向DO發電路」NCOT的「轉速接收」端子NS的「轉速解調輸出」端子NJDO，和連接到141G端的「時鐘振蕩器」信號CLK。
轉速解調電路NJD其內部電路對於端子信號的控制邏輯關係是若NJDI存在連續的多於X/2個波的轉速載波頻率信號，則發送一個持續時間等於X個轉速載波周期的正脈衝到NJDO後再檢測NJDI。
數據調製電路DDZ含有與調製解調和通信控制電路141的端子1413連接的「數據載波輸出」端子DZO，與1418端子連接的「數據輸入」端子DI，與1419連接的「發送允許」端子FS，和連接到141G端的「時鐘振蕩器」信號CLK。
數據調製電路DDZ其內部電路對於端子信號的控制邏輯關係是AFS＝1並且DI＝1則以DI的波特率頻率整倍數B1的載波頻率F1發送載波，BFS＝1並且DI＝0則以DI的波特率頻率整倍數B2的載波頻率F2發送載波，CFS＝0，則不發送數據載波。
數據解調電路DJD含有與調製解調和通信控制電路141的端子1415連接的「數據載波輸入」端子DZI，與1417連接的「數據輸出」端子DO，與1419連接的「發送允許」端子FS，和連接到141G端的「時鐘振蕩器」信號CLK。
其特徵還在於，數據解調電路DJD其內部電路對於端子信號的控制邏輯關係是AFS＝0並且DZI為F1載波並持續0.5BPS的時間，則向D0發
權利要求1.一種同時傳送數據與連續信號的列車廣播線載波通信網絡，含有N個裝在各車廂儀器中的通信卡(1)，列車廣播線(2)和轉速傳感器(3)，其特徵在於所述通信卡(1)含有廣播線插座(11)、轉速傳感器插座(12)、數據通信接口(13)和數據與連續信號載波通信電路(14)，每個通信卡的廣播線插座(11)的兩條線與列車廣播線的兩條線連接，每個通信卡的數據通信接口(13)與所在車廂儀器的數據控制接口連接，任意一個通信卡的轉速傳感器插座(12)與一個安裝在任意車軸或驅動電機軸上的轉速傳感器(3)連接。
2.根據權利要求1的一種同時傳送數據與連續信號的列車廣播線載波通信網絡，其特徵在於所述通信卡(1)含有集成在複雜可編程邏輯器件CPLD中的調製解調和通信控制電路(141)、載波疊加與自動增益控制電路(142)、載波發送電路(143)、載波接收分離適調電路(144)和時鐘振蕩器(145)；車廂儀器的計算機接口通過所述數據通信接口(13)的各引腳與調製解調和通信控制電路(141)的相應引腳相連接；所述轉速傳感器(3)的轉速信號N1、N2通過轉速傳感器插座(12)的N1引腳和N2引腳與調製解調和通信控制電路(141)相應端子連接，轉速傳感器插座(12)和數據與連續信號載波通信電路(14)的電源和地線分別相連；列車廣播線A和B通過廣播線插座(11)的引腳與載波發送電路(143)的相應端子連接。
3.根據權利要求2的一種同時傳送數據與連續信號的列車廣播線載波通信網絡，其特徵在於所述載波發送電路(143)含有運放N1B，三極體V1、三極體V2、三極體V3，電阻R45、電阻R46、電阻R48，電容器C4、電容器C5、電容器C36和變壓器B，接收來自載波疊加與自動增益控制電路(142)送來的轉速載波、數據載波疊加載波信號的所述運放N1B的輸出端接NPN功率三極體V1和PNP功率三極體V2的基極，三極體V1、V2的發射極連接後接到運放N1B的負輸入端，運放N1B負輸入端經過電阻R45接地；三極體V1的集電極接變壓器B的B1線圈的B12端，B1線圈的異名端B11端接正電源VDD；三極體V2的集電極接變壓器B的B2線圈的同名端B21端，B2線圈的B22端接負電源VSS；變壓器B的繞組B3輸出端經過高頻耦合電容器C4、C5連接至與所述廣播線插座(11)相連接的載波發送電路(143)的相應端(1433)、(1434)；變壓器B的繞組B2的B21端經過電容器C36連接到三極體V3的基極，三極體V3的基極通過阻抗匹配電阻R46接地，三極體V3的集電極接到負電源VSS，三極體V3的發射極經過電阻R48接到正電源VDD，三極體V3的發射極通過埠(1432)與載波疊加與自動增益控制電路(142)的收發載波輸入端(1424)相連。
4.根據權利要求2的一種同時傳送數據與連續信號的列車廣播線載波通信網絡，其特徵還在於所述載波疊加與自動增益控制電路(142)含有運放N1A，電阻R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7，電容C31、C37，三極體V5，二極體V4，多通道模擬開關D1、數字載波帶通濾波器DBP和轉速載波帶通濾波器SBP，其中由電阻R4、R5、R6、R7、二極體V4、三極體V5、電容C37、多通道模擬開關D1組成自動增益控制器，電阻R4的一端接收發載波輸入端(1424)，另一端接到二極體V4的負端，二極體V4的正端接到電容C37的負端，電容C37的正端接地；二極體V4的正端還接到電阻R5的一端，電阻R5的另一端通過電阻R6與邏輯電源VCC相連接，並接到三極體V5的基極；三極體V5的集電極接負電源VSS，三極體V5的發射極通過電阻R7接電源VDD，三極體V5的發射極輸出信號還接到多通道模擬開關D1的X1、Z1端，多通道模擬開關D1的X0、Y0、Y1、Z0、INH、B、VEE、GND接地，多通道模擬開關D1的VCC接邏輯電源VCC，多通道模擬開關D1的A、C端經過數據載波輸入端(1422)、轉速載波輸入端(1423)接受來自調製解調和通信控制電路(141)的、符合邏輯電平的數字載波信號和轉速載波信號，多通道模擬開關D1的X端輸出數字載波信號，Z端輸出轉速載波信號；由數據載波帶通濾波器DBP、轉速載波帶通濾波器SBP、電阻R1、R2、R3、電容C31和運放N1A組成載波疊加電路；所述多通道模擬開關D1的X端和Z端分別輸入到數據載波帶通濾波器DBP、轉速載波帶通濾波器SBP的輸入端DI、SI，經過濾波獲得的近似正弦的載波信號分別由數據載波帶通濾波器DBP和轉速載波帶通濾波器SBP的D0、S0輸出，並分別經過電阻R1、R2接到電容器C31的一端，C31的另一端接到運放N1A的負輸入端，N1A的負輸入端經過電阻R3接到其輸出端，N1A的正輸入端接地，組成加法器電路，把經過濾波後的數據載波電壓UD和轉速載波電壓US按照公式UO＝-(UD/R1+US/R2)*R3線性疊加，輸出到疊加載波輸出(1421)。
5.根據權利要求2的一種同時傳送數據與連續信號的列車廣播線載波通信網絡，其特徵在於所述載波接收分離適調電路(144)含有數據載波分離適調電路(1445)和轉速載波分離適調電路(1446)；所述數據載波分離適調電路(1445)由數據帶通濾波器與轉速帶阻濾波器DBPSBZ和自動增益與整形電路AGCSMT組成，所述轉速載波分離適調電路(1446)由轉速帶通濾波器與數據帶阻濾波器SBPDBZ和自動增益與整形電路AGCSMT組成，DBPSBZ電路的輸入端DI與SBPDBZ電路的輸入端SI並聯接到載波接收分離適調電路(144)的輸入端(1441)，數據載波分離適調電路(1445)的DBPSBZ電路輸出端D0接其AGCSMT電路的輸入端AI，其AGCSMT電路的輸出端A0接到載波接收分離適調電路(144)的輸出端(1442)，轉速載波分離適調電路(1446)的SBPDBZ電路輸出端S0接其AGCSMT電路的輸入端AI，其AGCSMT電路的輸出端A0接到載波接收分離適調電路(144)的輸出端(1443)。
6.根據權利要求5的一種同時傳送數據與連續信號的列車廣播線載波通信網絡，其特徵還在於所述數據載波分離適調電路(1445)和轉速載波分離適調電路(1446)所含的自動增益與整形電路AGCSMT電路，含有電阻R11、R12、R13、R14、R15、R16、R17、電容C11、C12、C13、C14、C15、C16、電感L11、三極體V11、V12、V13、V14、二極體V15、V16和SMT觸發器D2A，電阻R11的一端連接到AGCSMT電路的AI端，另一端接到PNP三極體V11的發射極和三極體V12的基極，還通過電感L11與電源地GND相連；三極體V11的集電極接負電源VSS，基極連接到並聯的電容C11和電容C15的一端，電容C11和C15的正端接地，三極體V11基極還接到發光二極體V16的正端，二極體V16的負端接二極體V15的正端和電容C14的一端，二極體V15的負端接地，電容C14的另一端接三極體V14的發射極；三極體V12的集電極接正電源VDD，發射極接電阻R12的一端，電阻R12的另一端接負電源VSS，三極體V12的發射極還接NPN三極體V13的基極，三極體V13的發射極經過電容C13接地，還經過電阻R13接負電源VSS，三極體V13的集電極經過電阻R14接正電源VDD，還接到NPN三極體V14的基極，還經過電容器C12接地，三極體V14的集電極接正電源VDD，三極體V14的發射極經過電阻R15接負電源VSS，該發射極還經過電容C16接SMT觸發器D2A的輸入端，SMT觸發器D2A輸入端還接有把VCC電壓由相等的電阻R16、R17分壓為VCC/2的分壓器；SMT觸發器D2A的輸出端，即是自動增益與整形電路AGCSMT電路的輸出端A0。
7.根據權利要求1的一種同時傳送數據與連續信號的列車廣播線載波通信網絡，其特徵還在於所述調製解調和通信控制電路(141)含有集成於複雜可編程邏輯器件CPLD中的轉速選擇控制電路NCOT，轉速調製電路ND7，轉速解調電路NJD，數據調製電路DDZ，數據解調電路DJD；所述轉速選擇控制電路NCOT含有與調製解調和通信控制電路(141)的端子(1411)連接的轉速1輸入端子N1，與調製解調和通信控制電路(141)的端子調製解調和通信控制電路(141)的端子(1412)連接的轉速2輸入端子N2，與調製解調和通信控制電路(141)的端子(141A)連接的轉速報警端子NBJ，與調製解調和通信控制電路(141)的端子(141B)連接的報警通道端子NO1，與調製解調和通信控制電路(141)的端子(141C)連接的轉速校準端子CAL，與調製解調和通信控制電路(141)的端子(141D)連接的轉速輸出端子NOUT，與調製解調和通信控制電路(141)的端子(141E)連接的轉速停發端子NN，連接到轉速調製電路NDZ的NINP端的轉速發送端子NF，連接到轉速解調電路的NJDO端的轉速接收端子NS，和連接到調製解調和通信控制電路(141)的端子(141G)端的「時鐘振蕩器」信號CLK；所述轉速調製電路NDZ含有與調製解調和通信控制電路(141)的端子(1414)連接的轉速調製輸出端子NDZO，連接到轉速選擇控制電路NCOT的轉速發送控制端NF的轉速輸入端子NINP，和連接到調製解調和通信控制電路(141)的端子(141G)端的「時鐘振蕩器」信號CLK；轉速解調電路NJD含有與調製解調和通信控制電路(141)的端子(1416)連接的轉速載波輸入端子NJDI，連接到轉速選擇控制電路NCOT的轉速接收端子NS的轉速解調輸出端子NJDO，和連接到調製解調和通信控制電路(141)的端子(141G)端的時鐘振蕩器信號CLK；數據調製電路DDZ含有與調製解調和通信控制電路(141)的端子(1413)連接的數據載波輸出端子DZO，與調製解調和通信控制電路(141)的端子(1418)端子連接的數據輸入端子DI，與調製解調和通信控制電路(141)的端子(1419)連接的發送允許端子FS，和連接到調製解調和通信控制電路(141)的端子(141G)端的時鐘振蕩器信號CLK；數據解調電路DJD含有與調製解調和通信控制電路(141)的端子(1415)連接的數據載波輸入端子DZI，與調製解調和通信控制電路(141)的端子(1417)連接的數據輸出端子D0，與調製解調和通信控制電路(141)的端子(1419)連接的發送允許端子FS，和連接到調製解調和通信控制電路(141)的端子(141G)端的時鐘振蕩器信號CLK。
專利摘要一種同時傳送數據與連續信號的列車廣播線載波通信網絡，含有N個裝在各車廂儀器中的通信卡1，列車廣播線2和轉速傳感器3，其特徵在於所述通信卡1含有廣播線插座11、轉速傳感器插座12、數據通信接口13和數據與連續信號載波通信電路14，每個通信卡的廣播線插座11的兩條線與列車廣播線的兩條線連接，每個通信卡的數據通信接口13與所在車廂儀器的數據控制接口連接，任意一個通信卡的轉速傳感器插座12與一個安裝在任意車軸或驅動電機軸上的轉速傳感器3連接。可以各車廂之間，在從屬儀器與數據中心儀器通信傳送數據的同時，使其中一臺如作為轉速中心的儀器不間斷地向其它儀器傳送轉速脈衝連續信號。
文檔編號H04B3/00GK2662536SQ0324854
公開日2004年12月8日 申請日期2003年8月15日 優先權日2003年8月15日
發明者唐德堯, 黃貴發, 楊政明, 郭月媛 申請人:北京唐智科技發展有限公司