一种基于LM833选频电路的设计

铁路通信信号工程技术(RSCE) 2019年10月，NOVATION 技术创新
距离和监测断轨区段定位精度综合评估，监测定位 精度 1 k m，传输距离不小于 2 k m。60 k g 钢轨的 电阻为 29.11 m Ω / k m，对载波信号的影响很小， 但是考虑道床的影响较大，道床参数包含阻抗、容 抗、感抗等因素。通过现场对不同频率在钢轨上的 传输距离测试，选择中心频率 13.5 k H z 作为载波 信号。
T 技术创新 ECHNOLOGICAL INNOVATION
DOI: 10.3969/j.issn.1673-4440.2019.10.003
一种基于LM833选频电路的设计
叶 斌，成 远
（上海铁大电信科技股份有限公司，上海 200070)
摘要 ：针对铁路无缝钢轨断轨监测的信号高可靠传输要求，提出一种基于 L M833 双通道运放芯
发送器通过无缝钢轨传输到收发器，10 kHz 频 率信号为“0”，17 kHz 频率信号为“1”，收发器通 过变压器进行 1 级放大，滤除直流信号，选频电路 滤除除 10 kHz 和 17 kHz 的其他干扰频率信号，对 过滤后的信号进行放大。原理如图 1 所示。
如公式（1），（2）所示。
（1）
（2） 2π 选频电路中心频率确认的基础上，品质因数决 定选频电路的带宽，但是从电路设计考虑，品质因 数不能过高，但带宽又决定选频电路的可靠性，因 此品质因数 Q 设计为 10，如公式（3）所示。
1 设计原理
无轨道电路断轨监测主要是基于钢轨的载波信 号传输，传输信号的频率决定传输距离和监测断轨 区段定位精度。根据公式 V= f× λ，其中 V 是波速， f 是频率，λ 是波长，在同一介质内，不同频率的传 播速度相同，频率越高，相应的波长越短，穿透力 越弱，信号衰减越大，传输距离相应越短。从传输
Abstract: A design for frequency-selective circuit of operational amplifi er chips based on LM833 dual channel is proposed aiming at the high signal reliability and transmission requirement of broken rail monitoring of jointless rail. The circuit is used to effectively fi lter the interference signal on the rail and extract required carrier signals for improving greatly the stability and accuracy of received signals. The design principle of frequency-selective circuit and the design of primary hardware circuit are presented, and fi eld verifi cation of jointless rail track is carried out. The fi eld verifi cation results show that transmission reliability of carrier signal can be greatly improved by designed frequency selective circuit. Keywords: frequency-selective circuit; dual channel operational amplif ier; carrier signal
中图分类号 ：U284.2
文献标志码 ：A
文章编号 ：1673-4440(2019)10-0010-03
Design of Frequency-selective Circuit based on LM833
Ye Bin, Cheng Yuan
（Shanghai Tieda Electronic and Information Technology Co., Ltd., Shanghai 200070, China）
片的选频电路设计。利用该电路可有效过滤钢轨线路中的干扰信号，提取出所需载波信号，大大
提高接收信号的稳定性和准确性。给出选频电路的设计原理及主要硬件电路的设计，并在无缝钢
轨线路区段进行现场验证。验证结果表明，利用设计的选频电路能够有效提高载波信号的传输可
靠性。
关键词 ：选频电路 ；双通道运放 ；载波信号
（3）
发送器
接收电平 检测电路
主控芯片
载波 处理电路
收发器
放大电路
选频电路
耦合 变压器
RC 滤波电路
无缝钢轨
图1 收发器原理框架图 Fig.1 Frame diagram for the principle of transceiver
2 设计方案
L M833 是 一 款 低 成 本 双 通 道 运 放 芯 片， 在 低 频 放 大 电 路 中 广 泛 应 用。 传 输 频 率 为 中 心 频 点 13.5 kHz，上边频 17 kHz，下边频 10 kHz。如图 2 所示，R5 和 C8 构成 R C 滤波电路，过滤 50 H z 工 频干扰 ；T1 为耦合变压器，匝比为 50 ：85，对载 波信号进行初级放大 ；C4 过滤直流信号。
目前，对于无轨道电路区段，无缝钢轨主要采 用探伤和巡道工巡视相结合的办法，探伤周期较长， 很难及时检查出钢轨的状态。在线式无缝钢轨监测 主 要 依 赖 基 于 钢 轨 的 载 波 信 号 传 输， 但 钢 轨 上 除 50 H z 的工频干扰外，还有其他叠加信号，为保证 可靠提取发送器发送的数据频率信号，本文提出的 选频电路能有效的滤除干扰信号，并对载波频率信 号进行放大。