浅析分布式铁路信号发码器

浅析分布式铁路信号发码器

摘要:本文浅析了分布式铁路信号发码器的工作原理以及具体的机车信号故障检测过程。

关键词:发码器输入输出控制检测

分布式信号发码器是专门发送铁路信号的专用仪器,它能发送和接收各种制式的铁路信号,主要是根据车库检测要求发出各种制式的信号,来检测机车信号对于各种制式的识别情况从而确定机车的工作状况。DDS技术是20世纪70年代随数字集成电路和微电子技术的发展出现的一种新颖、独特的数字频率合成技术,它从相位量化的概念出发进行合成。DDS在相对带宽、频率转换时间、相位连续性、正交输出、高分辨力以及集成化等一系列性能指标方面远远超过了传统频率合成技术所能达到的水平,它以良好的频率分辨率和快速、连续的变频性能而受到人们的关注。

传统的铁路发码器主要由模拟电路构成,输出波形具有良好的相位噪声、较低的寄生分量以及较快的开关速度等特点,但是模拟电路的漂移较大,使输出波形的幅度稳定性较差,而且模拟器件构成的电路存在着尺寸大、价格贵、生产工艺复杂、难于维修、操作复杂,工作不稳定。但铁路的快速发展对信号检测设备提出了更高的要求:功能强、精度好、测试速度快,而且还要具有良好的人机界面,分布式数字系统应运而出。

1 工作原理及系统检测

分布式信号发码器由输入部分,主、从CPU,DDS,滤波器,幅度调整,安全与门以及系统输出等部分组成。当系统输入部分开始工作之后,主、从CPU便开始进入相应的按键处理程序进而控制DDS来发送相应的移频信号,系统输入选定的信号参数之后,系统检测开始工作,首先确定待检机车的信号制式,车站PC机通知发码器来发送信息,发码器根据系统的输入要求判断需要发送的信号参数,经过相应的内部处理程序发送信号,信号经发码器发出后,传送给机车信号设备,开始检测机车信号设备的工作状况。检测完成后,信号输出,液晶屏会显示系统所发送信号的信息:载频,调制低频,频偏以及信号幅度。每个通道发送相应的信号同时,系统会在显示面板上把该路信号所对应的信号灯显示出来。

检测系统中的核心部件发码器可以分为三个大部分:输入输出模块,信号产生模块,系统控制检测模块。

系统控制主要包括CPU对键盘输入的控制,CPU对液晶显示输出的控制,

以及对DDS发码的控制等几部分。

CPU对输入的控制:当系统按键被按下时,通过中断,系统主CPU 进入相应的中断处理程序,来处理输入信息,通过相应的处理程序得到系统要求输入的信息。

CPU对发送部分DDS的控制:CPU得到系统要求的输入信息之后,根据这些信息计算出相应的频率控制字,发送给DDS,产生相应的信号。

CPU对输出的控制:主要包括:控制输出显示出用户的需求信息,即LED的显示;控制液晶显示发码部分发送的信号,显示信息包括载频,低频,幅度等;当系统出现故障时,能够控制液晶显示系统故障;控制信号的输出,只有系统检测环节通知主CPU系统信号正常,主CPU才会控制安全与门打开,输出信号。

主CPU对输出部分的六路信号灯以及LED的控制,是通过外接CPLD扩展1/0来实现的。系统主CPU控制CPLD,而六路信号灯和所有的LED显示都接到CPLD上。系统同时给出了主CPU对输入部分的控制,对发送部分的控制,对输出液晶部分的控制,以及CPLD控制信号灯。

为了确保系统发送的信号与系统输入的信号完全一致,避免由于系统发生故障而导致发送的信号与系统输入不合,以致机车信号检测出现故障,系统的采用闭环反馈检测。系统根据故障一安全(通常,当一个系统或一个逻辑单元电路工作时,若系统的输出功能与预计功能不一致,导致了错误的结果,系统就出现了故障。例如闭路式轨道电路没有被列车分路时,由于某种原因使钢轨接续线断裂,钢轨阻抗增加,使轨道继电器落下,这样就可能认为该轨道电路发生了故障。对于一个系统,当其内部发何故障时,系统会指向安全侧,即不会危及行车安全

的输出,这样的系统或电路叫做故障一安全电路或系统。)原则,对反馈的信号进行检测,检测的信息包括信号的载频,调制低频和幅度。当从CPU检测之后确定系统发送的信号与系统输入部分要求的信号参数完全一致,CPU就会发送相应的正常状态信息给主CPU,从而使系统输出显示相应的信号。如果检测的三个参数有一个与系统输入要求的不一致,则从CPU输出故障信息给主CPU,系统显示故障不输出信号,液晶显示故障。

2 结语

机车信号设备正常工作直接影响着列车的行车安全和运行效率,尤其是关系国计民生的运煤专线,因此对铁路信号的检测要求越来越高,分布式铁路信号发码器面向应用的开放式系统结构、较强的扩展性、良好的系统稳定性、人机交互性以及可以随时更新检测项目越来越受到关注,广泛应用于铁路信号检测。

参考文献

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