一种铁路车轮传感器信号无极性接收处理电路和集成芯片的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及铁路信号处理技术领域，特别是涉及一种铁路车轮传感器信号无极性接收处理电路和集成芯片。
【背景技术】
[0002]在铁路运输管理过程中，广泛采用车轮传感器配合射频识别RFID设备对运行中的列车进行判辆计轴，目前铁路上车轮传感器大多数采用的是无源车轮传感器，行进中的列车车轮切割安装在轨边两侧的无源车轮传感器内部的感应线圈，根据电磁感应原理交变的磁场生成变化的电场，后级处理电路对产生的感应电压进行处理综合等操作结合软件算法完成计轴判辆功能。采用无源车轮传感器的方案最大的问题是它对磁场变化十分敏感，容易被外界干扰。轨边各种干扰源如电力电网、通信线路、轨边作业等，尤其是列车过车时产生的震动及接触电网放电更可能出现高达数百毫伏的噪声信号，导致计轴设备出现多轴、少轴或误判的情况。
[0003]由于车轮传感器信号抗干扰性较差，在低速过车(车速5KM以下)时有效信号幅度本身就有限，因此很容易淹没在噪声信号中，导致低速过车时根本无法准确判辆计轴。目前普遍采用的方法是增加车轮传感器线缆屏蔽层、硬件电路信号调理、调整前端增益等方法。这些方法处理信号能力有限、无法根据车速灵活变更、使用场景必须固定、车速判定误差大并且不能兼顾车轮传感器磨损老化等因素，导致系统稳定性无法保证，维修麻烦。
[0004]因此，如何解决干扰噪声对有效信号的干扰，精确判定车轮传感器中心点，提高判辆计轴可靠性及采集精度就成了本技术领域需要解决的问题。
【发明内容】
[0005]鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种铁路车轮传感器信号无极性接收处理电路和集成芯片，用于解决干扰噪声对有效信号的干扰，从而精确判定车轮传感器中心点，以提高判辆计轴可靠性及采集精度的问题。
[0006]为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供以下技术方案:
[0007]方案一
[0008]—种铁路车轮传感器信号无极性接收电路，包括:第一滤波单元电路，输入端连接于车轮传感器线圈两端，接入车轮传感器信号，并对车轮传感器信号中的尖峰噪声进行滤除后经输出端输出至第一放大单元电路；第一放大单元电路，对经第一次滤波后的车轮传感器信号进行差分放大处理后予以输出；第二放大单元电路，连接所述第一放大单元电路，对经差分放大后的车轮传感器信号进行同相放大后输出车轮传感器信号。
[0009]优选地，在车轮传感器线圈两端和第一滤波单元电路输入端之间的连线上还连接有一对所述第一滤波单元电路提供过压和/或过流保护的输入保护单元电路。
[0010]优选地，所述第一放大单元电路为一差分放大电路。
[0011]方案二
[0012]—种铁路车轮传感器信号无极性接收电路，包括:第一滤波单元电路，输入端连接于车轮传感器线圈两端，接入车轮传感器信号，并对车轮传感器信号中的尖峰噪声进行滤除后经输出端输出至第一放大单元电路；第一放大单元电路，对经第一次滤波后的车轮传感器信号进行差分放大处理后予以输出；第二滤波单元电路，连接所述第一放大单元电路，对经差分放大后的车轮传感器信号进行低通滤波后予以输出；第二放大单元电路，连接所述第二滤波单元电路，对经第二次滤波后的车轮传感器信号进行同相放大后输出车轮传感器信号。
[0013]优选地，在车轮传感器线圈两端和第一滤波单元电路输入端之间的连线上还连接有一对所述第一滤波单元电路提供过压和/或过流保护的输入保护单元电路。
[0014]优选地，所述第一放大单元电路为一差分放大电路。
[0015]优选地，所述第二滤波单元电路为一低通滤波电路。
[0016]方案三
[0017]—种集成芯片，包括上述方案一中任一所述的铁路车轮传感器信号无极性接收电路。
[0018]方案四
[0019]—种集成芯片，包括上述方案二中任一所述的铁路车轮传感器信号无极性接收电路。
[0020]相对现有技术，本发明至少具有以下优点:
[0021]本发明针对现有技术存在的上述问题，对车轮传感器信号进行有效处理，解决干扰噪声对有效信号的干扰，为后续信号的处理提供了保障；
[0022]另外，才用本发明可以忽略在连接车轮传感器时需要保证正、负极连接正确的问题，使得本发明具有使用简单、运用灵活、工作效率高等特点。
【附图说明】
[0023]图1显示为本发明一种铁路车轮传感器信号无极性接收电路的一种实施方式原理图。
[0024]图2显示为图1中铁路车轮传感器信号无极性接收电路的一种实施方式电路图。
[0025]图3显示为图1中铁路车轮传感器信号无极性接收电路的一种优选实施方式原理图。
[0026]图4显示为图3中铁路车轮传感器信号无极性接收电路的一种实施方式电路图。
[0027]图5显示为本发明一种铁路车轮传感器信号无极性接收电路的又一种实施方式原理图。
[0028]图6显示为图5中铁路车轮传感器信号无极性接收电路的一种实施方式电路图。
[0029]图7显示为图5中铁路车轮传感器信号无极性接收电路的一种优选实施方式原理图。
[0030]图8显示为图7中铁路车轮传感器信号无极性接收电路的一种实施方式电路图。
[0031]附图标号说明
[0032]100，100’铁路车轮传感器信号无极性接收电路
[0033]110第一滤波单元电路
[0034]120第一放大单元电路
[0035]130第二放大单元电路
[0036]140输入保护单元电路
[0037]150第二滤波单元电路
【具体实施方式】
[0038]以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的【具体实施方式】加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。
[0039]需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，遂图式中仅显示与本发明中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。
[0040]实施例1
[0041]请参阅图1，本发明提供一种铁路车轮传感器信号无极性接收电路的原理图，如图所示，所述铁路车轮传感器信号无极性接收电路100包括第一滤波单元电路110、第一放大单元电路120及第二放大单元电路130，其中，第一滤波单元电路110的输入端连接于车轮传感器线圈两端，适用于接入车轮传感器信号，并对车轮传感器信号中的尖峰噪声进行滤除后经输出端输出至第一放大单元电路120 ;第一放大单元电路120适用于对经第一次滤波后的车轮传感器信号进行差分放大处理后予以输出；第二放大单元电路130连接所述第一放大单元电路120，适用于对经差分放大后的车轮传感器信号进行同相放大后输出车轮传感器信号。
[0042]通过上述提供的铁路车轮传感器信号无极性接收电路100，可以将车轮传感器输出的车轮传感器信号进行接收并通过第一滤波单元电路110、第一放大单元电路120及第二放大单元电路130的处理，以滤除车轮传感器信号中的干扰信号，得到有效的车轮传感器信号后输出，供后续进行数字处理。相比现有技术中直接对车轮传感器信号进行简单地滤波处理，并进行模拟信号处理来实现后续的计轴判量工作，本发明可以提供更加有效的车轮传感器信号，且在接入车轮传感器信号时，可以不分极性地来连接车轮传感器，避免了现有技术中必须保证正负极不能接反的情况，从而具有使用简单、运用灵活、工作效率高等优势。
[0043]在具体实施中，第一滤波单元电路110用于处理车轮传感器线圈两端的尖峰噪声，减少噪声对有效信号的干扰，提高后级电路处理的有效性。具体采用何种滤波电路结构可以根据用户需要来设计，具体的电路实施方式可以参见下文的说明。
[0044]在具体实施中，第一放大单元电路120为一差分放大电路，用于对输入的车轮传感器信号进行差分放大，以提高输入阻抗，输入的车轮传感器信号可以不分极性，避免了现有技术在将车轮传感器信号引出时需要按正负极来进行正确接线的情况，放大后的信号便于后级电路对有效信号的提取处理。
[0045]在具体实施中，第二放大单元电路130用于对有效信号进行同相放大，以利于后续进行数字处理，同时也用于提高负载能力。
[0046]应当理解，第一放大单元电路120和第二放大单元电路130具体采用何种放大电路结构可以根据用户需要来设计，具体的电路实施方式可以参见下文的说明。
[0047]更进一步地，以下将通过一具体电路实施方式来详细说明以上方案的具体实现，以利于本领域技术人员能够更好地实施本发明。
[0048]请参见图2，给出了上述一种铁路车轮传感器信号无极性接收电路的一种实施方式电路图，下面将对该电路图进行详细地说明。
[0049]具体地，第一滤波单元电路110为由一电阻R5与电容C3组成，其中，电阻R5和电容C3并联连接，电阻R5的两端作为第一滤波单元电路110的输入端，适用于连接在车轮传感器的线圈两端，电容C3的两端作为第一滤波单元电路110的输出端，适用于与后级电路连接。
[0050]具体地，第一放大单元电路120包括电阻R3、电阻R4、电阻R9、电阻R8、电容C1、电容C5及运算放大器U1，其中，运算放大器U1的反相输入端通过电阻R3连接第一滤波单元电路110中电容C3的一端，运算放大器U1的同相输入端通过电阻R8连接第一滤波单元电路110中电容C3的另一端；同时，运算放大器U1的同相输入端通过电阻R9接地，且电阻R9的两端