专利名称：铁路信号系统用移频信号发生器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种铁路信号系统所使用的移频信号发生器。
铁路信号中，使用移频信号在轨道路电路中传输。机车上感应线圈感应后，经处理后，在机车上复现地面色灯信号。移频信号是一种调频信号。用方波低频信号对较高的频率(载频中心频率f0)进行调频而产生的。移频信号的变化规律，是以载频中心频率f0为中心，作上、下频率偏移，幅度不变。当低频调制信号出现低电位时，载频f0向下偏移△f(称为频偏)。f0-△f称为下边频。当低频调制信号出现高电位时，载频f0向上偏移△f，为f0+△f，f0+△f称为上边频。由于是方波调制，所以高电位出f0-△f，低电位出f0+△f，产生的结果也是一样的。可见移频信号是受低频信号的调制而作下边频和上边频的交替连续变化的一种调频信号。上边频、下边频在每秒时间内变化的次数与低频调制信号的频率相同。在铁路轨道中传输的信息是下边频f0-△f和上边频f0+△f。由于是方波调制，载频中心频率f0实际上是不存在的。在移频信号中，低频调制信号携带着色灯信号的信息。而上、下边频则为运载低频信号之用。为了提高抗干扰性能，低频调制信号及上、下边频信号的频率精度是很高的。目前铁路使用的移频信号载频中心频率f0有四种，550、650、750和850赫兹。双线铁路中，上行线采用650和850赫兹，下行线采用550和750赫兹。上行线中，按若干公里分成小分区。相邻小分区采用不同的载频中心频率。即中心频率650和850在上行线各小分区间隔配置。这是为了防止二相邻小分区信号互相混淆串扰而设置的。同样道理，为了使上下行线相邻的轨道之间不产生信号的干扰。下行线载频中心频率采用550和750赫兹。在中国的铁路中，频偏△f为55赫兹。所以550HZ的下、上边频是495HZ和605HZ，650HZ的下、上边频是595HZ和705HZ，750HZ的下、上边频是695HZ和805HZ，850HZ的下、上边频是795HZ和905HZ。低频调制信号有4～18种，为7～60HZ。
目前的移频信号发生器主要有三类一类是低频信号用LC振荡电路产生，经过多次二分频得到。载频信号也用LC振荡电路产生。用低频信号对载频LC振荡器中电容C用电子的方法进行接通和断开从而调频产生正弦波移频信号。每一种载频中心频率要使用一个LC振荡器。这一类的产品有ZP·HF移频发送盒(参见《区间信号自动控制》，中国铁道出版社1996年12月第一版，书号ISBN7-113-02440-81U·686。《区间信号自动控制电路图册》，中国铁道出版社1996年12月第一版，书号ISBN7-113-02336-3/U·663)。第二类中，低频信号用晶体振荡器产生并经过多次二分频电路得到。如果用4种低频，就用4个晶体振荡器和4个分频器，如果用16种低频则要使用16个晶体振荡器和16个分频器。每种载频上下边频分别用晶体振荡器及分频器产生，8个上下边频就需8个晶体振荡器及8个分频器。上下边频信号用低频方波信号调制成方波移频信号，再经低通滤波器变成正弦波移频信号。(参见《多信息集成化移频自动闭塞》，中国铁道出版社1997年2月第一版，书号ISRN7-113-02392-4/U·676)。第三类是法国UM-71所使用的。它的载频中心频率同中国完全不同，低频频率与中国所采用的也不同。它的低频信号是用晶体振荡器经分频器产生的。分频器是可以根据色灯信号改变分频数的。所以只用一只晶体振荡器，就可以产生多种低频信号。它的载频信号产生及调制方法同上述第一类相同，使用LC振荡器。(参见《区间信号自动控制》一书)。所以每一种中心载频要使用一个LC振荡器。
综上所述，如采用LC振荡器，由于LC电路的温度特性，使振荡频率不够稳定，要达到很高的精度(比如千分之二)是很困难的。另外，载频与低频使用各自独立的振荡器，使振荡器与分频器用量很大。
本实用新型的目的是提高低频及上、下边频振荡频率的精度，提供一种采用很少数量的晶体振荡器及分频器的移频信号发生器。
本实用新型包含二个分频器及控制电路，第一个分频器由晶体振荡器、可预置分频数分频器及预置数电路组成，第一分频器对晶体振荡器产生的频率进行分频。控制电路由晶体振荡器及带定时器的微型计算机组成。控制电路根据信号条件产生相应的信号输至第一分频器的预置数电路，产生相应分频数对第一分频器进行调制，第一分频器输出经第二分频器分频得方波移频信号，晶体振荡器个数可为一个或二个，即第一分频器与控制电路可单独使用或共用同一个晶体振荡器。可预置分频数分频器及预置数电路可包含于微型计算机内部。
为了输出正弦波移频信号，在第二分频器输出端设有一数字低通滤波器，第二分频器输出经该数字低通滤波器处理后再输出。该数字低通滤波器可由数字低通滤波器集成电路构成，其时钟信号可由预置分频数分频器提供。
本实用新型生成以下8种上、下边频495±3HZ、605±3HZ、595±3HZ、705±3HZ、695±3HZ、805±3HZ、795±3HZ、905±3HZ。
附
图1为本实用新型原理框图；附图2为本实用新型实施例电路框图；附图3为本实用新型实施例电路图。
以下对照附图结合实施例对本实用新型进行详细说明。
本实用新型由晶体振荡器1、可预置分频数分频器2、预置数电路3、带定时器6的微型计算机5、第二分频器9组成，可预置分频数分频器2、预置数电路3设置于微型计算机5内，晶体振荡器1由电容C1、C2、晶振X1构成，并跨接于计算机5中央处理器7(89C52)的18、19脚间，与中央处理器内部的振荡电路一起产生方波，振荡频率为24MHZ。第二分频器9由分频器集成电路74LS393构成，实现32分频，其输出经电阻R2、R3、电容C构成的耦合电路输出至数字低通滤波器TLC04信号输入端8脚。信号条件8为6种色灯信号(白B、绿L、绿黄LU、黄U、黄黄UU、红黄HU)，还可细分成三个速度等级SD1、SD2、SD3，铁路上称为18信息信号，由微型计算机2～8、13、14脚输入，微型计算机5根据信号条件8给内部定时器6设立预置数，根据定时器6的输出给内部可预置分频数分频器2置入不同分频数，从中央处理器7输出端输11脚出上、下边频的32倍移频89C521的频信号，这个信号输出至第二分频器74LS393的1脚，经74LS39332分频，产生方波移频信号。方波移频信号送至数字滤波器TLC04的信号输入端8脚。中央处理器7(89C52)的1脚输出的上下边频的32倍频还送至数字滤波器TLC04的2脚作为数字滤波器的时钟。数字低通滤波器TLC04脚5输出正弦波移频信号11。
本实用新型产生的移频信号其载频与调制频率都有很高的精度度。其精度与晶体振荡器精度相近，这样就提高了工作可靠性与安全性，并为增加所传递信息的数量创造了条件。本实用新型使用了较少的元器件，并且元器件的成本较低。由于本实用新型呈全数字电路，不存在LC电路，所以也就没有调整问题，这对于生产制造与维护带来很大的便利。
权利要求1.一种铁路信号系统用移频信号发生器，由晶体振荡器及分频器组成，其特征在于包含二个分频器及控制电路，第一个分频器由晶体振荡器、可预置分频数分频器(2)及预置数电路(3)组成；控制电路由晶体振荡器、带定时器(6)的微型计算机(5)组成；控制电路根据信号条件(8)产生相应的信号输至第一分频器的预置数电路(3)，产生相应分频数对第一分频器进行调制，第一分频器输出经第二分频器(9)分频得方波移频信号(10)；晶体振荡器可为二个或共用一个。
2.根据权利要求1所述的铁路信号系统用移频信号发生器，其特征在于可预置分频数分频器(2)及预置数电路(3)包含于微型计算机(5)内部。
3.根据权利要求1或2所述的铁路信号系统用移频信号发生器，其特征在于第二分频器输出端设有一数字低通滤波器，第二分频器(9)输出经数字低通滤波器处理后再输出。
4.根据权利要求3所述的铁路信号系统用移频信号发生器，其特征在于数字低通滤波器由数字低通滤波器集成电路构成，其时钟信号由可预置分频数分频器(2)提供。
5.根据权利要求1或2所述的铁路信号系统用移频信号发生器，其特征在于第二分频器(9)由分频器集成电路74LS393构成，完成32分频，经电阻(R2、R3)、电容(C)构成的耦合电路输出。
6.根据权利要求1或2所述的铁路信号系统用移频信号发生器，其特征在于产生以下8种上、下边频495±3HZ、605±3HZ、595±3HZ、705±3HZ、695±3HZ、805±3HZ、795±3HZ、905±3HZ。
7.根据权利要求3所述的铁路信号系统用移频信号发生器，其特征在于产生以下8种上、下边频495±3HZ、605±3HZ、595±3HZ、705±3HZ、695±3HZ、805±3HZ、795±3HZ、905±3HZ。
专利摘要本实用新型公开了一种铁路信号系统所使用的移频信号发生器,它包含二个分频器及控制电路,第一分频器由晶体振荡器,可预置分频数分频器及预置数电路组成,第一分频器对晶体振荡器产生的频率进行分频。控制电路由晶体振荡器及带定时器的微型计算机组成。晶体振荡器个数可为一或二个。本实用新型所产生的移频信号的载频与调制频率均具有极高的精度,提高了工作可靠性与安全性,且元器件少、成体低、无电路调整问题,便于制造与维护。
文档编号B61L7/10GK2368764SQ9922612
公开日2000年3月15日 申请日期1999年3月27日 优先权日1999年3月27日
发明者章公器 申请人:南昌铁路局科学技术研究所