专利名称：铁路信号专用双向传输衰耗器的制作方法
技术领域：
本发明是铁道信号移频自动闭塞双向传输哀耗器，是为适应移频信号在传输通道中调整发送和接收信号电平而发明的。
我们知道，音频信号在通道中只有全程阻抗尽量匹配才能更好地传输。而在铁道信号传输通道中不能应用传统的由纯电阻组成的阻抗匹配的衰耗器。下面以T型纯电阻衰耗器为例说明原因。如附
图1所示，在接收信号过程中，由于某种原因电阻断线，图中R1断线时，接收不到信号，但是，当R2断线时，接收端3-4电压升高，信号灯可能由红灯变成绿灯，这就可能造成列车的错误发行，而造成重大交通事故。这种现象简称“升级”。因此，这种类型的衰耗器严禁在铁路信号电路中使用。在原移频信号通道中解决哀耗的办法是在通道中串连多个电阻完成，而不敢在通道中并联电阻，调整串联电路的电阻值大小来调整衰耗，这样虽然能达到调节通道哀耗的目的，但使通道阻抗严重波动，而引起信号幅频特性变坏。请看附图2所示电路，在目前使用的移频电路中，R1-Rn是由470到100K间变化。因此造成传输通道的阻抗严重失配，影响了移频信号的有效传输。由于目前全路应用的最先进的信号电路，如18信息的传输频率为460-940HZ，法国的UT为1700Hz-2600Hz，都没有很好的解决阻抗失配的问题。
本发明的目的在于，提供一种既能保证特性阻抗与通道的电缆阻抗匹配，又能使电路倒向安全(不升级)的铁路信号专用双向传输衰耗器。
可用如下方式实现本发明铁路信号专用双向传输衰耗器，电路结构为串臂电阻和并臂四端电容组成的∏型四端网络。
电路结构也可以是电阻和四端电容组成的Γ型四端网络。
电路结构还可以是电阻和四端电容组成的T型四端网络。
本发明通过机助计算可以满足用户要求的任何数值的固有衰耗，如经常应用的1-10dB的衰耗要求；通过机助计算，可以满足用户要求的任何数值的特性阻抗值；特性阻抗可以满足20欧姆到数千欧姆的要求；为了调整电平方便，可以制作出若干个不同衰耗值的衰耗器。进行任意数值的组合，满足不同工作现场的使用；可以满足信号电路较宽频率工作范围的要求，频率可以满足50赫兹到数千赫兹的要求；电路元件数值容易实现，电容由数微法到若干皮法，电阻由数欧姆到数千欧姆。
图1是现有的T型纯电阻衰耗器电路图；图2是现有的通道中串联多个电阻的衰耗器电路结构示意图；图3-1是∏型衰耗器电路原理图；图3-2是平衡型∏型衰耗器电路原理图；图3-3是Γ型衰耗器电路原理图；图3-4是T型衰耗器电路原理图；图4是图3-3的等效电路图。
实施例1铁路信号专用双向传输衰耗器，电路结构为串臂电阻R和并臂四端电容C组成的∏型四端网络，1、2是发送端，3、4是接收端，本电路是四端网络，其电容C为特制四端电容。(这是铁路信号经常采用的元件)。当电容断线时，信号不能由1-2端传送到3-4端，因而不能升级。同样，电阻R断线时，信号也不能通过，因此，该衰耗器保证了电路导向安全(不升级)。同时，该衰耗器的特性阻抗能与通道的电缆阻抗较好的匹配。通过机助计算可以满足用户要求的任何数值的固有衰耗，如经常应用的1-10dB的衰耗要求；通过机助计算，可以满足用户要求的任何数值的特性阻抗值；特性阻抗可以满足20欧姆到数千欧姆的要求；为了调整电平方便，可以制作出若干个不同衰耗值的衰耗器。进行任意数值的组合，满足不同工作现场的使用；可以满足信号电路较宽频率工作范围的要求，频率可以满足50赫兹到数千赫兹的要求；电路元件数值容易实现，电容由数微法到若干皮法，电阻由数欧姆到数千欧姆。以4db衰耗器为例，其性能见表1(表1以移频通道频率为例)。
表1
表2(表2以法国UT的应用频率为例)
实施例2实施例1所示的∏型衰耗器电路也可以根据需要作成平衡型，如图3-2所示，电阻R分成R1、R2并联连接，两个四端电容也是并联连接，同样能具有上一实施例的性能。
实施例3图3-3是电阻R和四端电容C组成的Γ型四端网络，因为Γ型衰耗器电路两侧的特性阻抗不同，可以作终端阻抗匹配连接用，以Γ型10dbΓ型为例，700HZ时其Zn侧特性阻抗为561Ω，相移为-52度，ZT阻抗为633Ω，相移为-37度。
实施例4图3-4是四端电容C和发送端电阻R及接收端电阻R组成的T型衰耗器电原理图，通过计算确定R、C的数值，它同样可以实现实施例1所述的各种电路效果。
上述实施例三种网络的计算过程我们知道上述三种网络中最基本的是Γ型四端网络，因为两个Γ型网络对接为T型网络，两个Γ型网络反向对接为∏型网络。因此计算过程是以Γ型网络为基本出发点来计算的。我们知道四端网络的固有传输常数，就是在外接阻抗匹配联接情况下，输入端的复数伏安与输出端复数伏安之比的自然对数之半，用式子表示g0=1/21n(U·1I·1/U·2I·2)----(ZL=ZC)]]>＝b0+ja0b0表示电流通过网络时幅度变化受到的衰减。
a0表示电流通过网络时相位发生的变化。
同时我们知道图3-3电路的等效电路如图4所示，采用已有的计算公式即可算出衰耗器的阻容值，所用公式如下ZT=Z1Z2(1+Z14Z2)]]>thg0=Z12Z12+2Z2]]>Zn=Z1Z21+Z14Z2]]>我们电路中R＝1/2Z1，2Z2＝1/jωc，将其带入公式，则可分别求出ZT、Zn、g0。当用户提出所需匹配的阻抗及衰耗的数值时，反复用变化的R、C数值进行计算，使之符合各种类型的阻抗和衰耗值的要求。由于求R、C的过程需要反复的运算，并且阻容电路的阻抗为复数，因此在运算过程之中，复数相乘、相加算起来很繁琐。可编出普通的运算程序加以机助运算，手工算也可，只是时间问题。
权利要求
1.一种铁路信号专用双向传输衰耗器，其特征是电路结构为串臂电阻和并臂四端电容组成的∏型四端网络。
2.根据权利要求1所述的铁路信号专用双向传输衰耗器，其特征是∏型四端网络电路中串臂电阻分成两个电阻并联，与并臂四端电容组成平衡∏型四端网络。
3.根据权利要求1所述的铁路信号专用双向传输衰耗器，其特征是电路结构也可以是电阻和四端电容组成的Γ型四端网络。
4.根据权利要求1所述的铁路信号专用双向传输衰耗器，其特征是电路结构还可以是电阻和四端电容组成的T型四端网络。
全文摘要
本发明是铁道信号移频自动闭塞双向传输哀耗器,是为适应移频信号在传输通道中调整发送和接收信号电平而发明的,其电路结构为串臂电阻和并臂端电容组成的四端网络,该衰耗器的特性阻抗能与电缆阻抗较好的匹配,可以满足信号电路较宽频率工作范围和常用的1－10db衰耗的要求,无论电阻断线,还是电容断线都保证了电路不“升级”,安全可靠。
文档编号H04B3/04GK1379550SQ0110639
公开日2002年11月13日 申请日期2001年3月30日 优先权日2001年3月30日
发明者见蔷, 兰献彬, 李逸峰 申请人:黑龙江瑞兴科技股份有限公司