一种双通道速度脉冲信号报警装置的制作方法

1.本发明涉及cbtc车载信号系统速度检测领域，尤其是涉及一种双通道速度脉冲信号报警装置。


背景技术：

2.地铁cbtc车载信号系统需要从光电速度传感器获取脉冲信号，从而计算出车辆运行速度。现场测试环节需要一种能够检测传感器通道信号一致性的装置。现有的手段是通过数字示波器同时测量各个通道的频率比较得出结论。
3.作为一种辅助的测试环节，大型仪器仪表使用率低，需要人工介入，并且现场占用空间大，需要220v/110v供电，有时无法满足现场作业空间的需求，适用范围窄。


技术实现要素：

4.本发明的目的就是为了提供一种双通道速度脉冲信号报警装置，通过脉冲合成电路对一个光电速度传感器的两路不同输出波形进行合成，当频率不一致时，合成后的波形的占空比会随着时间发生变化，从而通过异或门电路和标准波形对比，即可驱动报警器，具有体积小，可靠性高，适用性强的优点。
5.本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：
6.一种双通道速度脉冲信号报警装置，包括：第一脉冲采集电路、第二脉冲采集电路，脉冲合成电路、方波生成电路、同或门电路和报警器驱动电路，所述第一脉冲采集电路和第二脉冲采集电路的输入端分别连接至一个光电速度传感器的两路输出，输出端分别连接至脉冲合成电路的两个输入端，所述脉冲合成电路的输出端连接至同或门电路的一个输入端，所述方波生成电路连接至同或门电路的另一个输入端，所述同或门电路的输出端连接至报警器驱动电路，所述报警器驱动电路连接至报警器。
7.所述脉冲合成电路为与门电路，所述方波生成电路生成占空比为25％的方波。
8.所述脉冲合成电路为或门电路，所述方波生成电路生成占空比为75％的方波。
9.两路脉冲采集电路相同，仅以第一路分析，脉冲采集电路包括第一三极管、第一偏置电阻、第二偏置电阻、第一限流电阻、第二限流电阻和保护模块，所述第一三极管的基极通过第一偏置电阻连接至光电速度传感器的输出端的正极，集电极连接至第一直流电源的正极，发射极依次通过第二偏置电阻和保护模块连接至光电速度传感器的输出端的负极，所述第一限流电阻和第二限流电阻串联形成分压电路，所述分压电流的一端连接至第一直流电源的正极，另一端通过保护模块连接至光电速度传感器的输出端的负极，并与第二偏置电阻连接，所述分压电路的分压输出端连接至脉冲合成电路的输入端。
10.脉冲采集电路还包括稳压管，所述稳压管设于第一三极管和第二偏置电阻之间。
11.所述保护模块包括相互并联的防反二极管和保护电阻。
12.脉冲采集电路还包括退耦电容，所述退耦电容的一端与所述分压电路的分压输出端连接，另一端与通过保护模块连接至光电速度传感器的输出端的负极，并与第二偏置电
阻连接。
13.所述方波生成电路包括时基电路。
14.所述报警器驱动电路包括第三偏置电阻、第四偏置电阻、第五偏置电阻、第二三极管、第三三极管，所述第三偏置电阻的一端连接至同或门电路的输出端，并连接至第四偏置电阻的一端和第二三极管的基极，所述第四偏置电阻的另一端、第五偏置电阻的一端和报警器的输入端的正极均连接至第二直流电源的正极，所述第五偏置电阻的另一端连接至第二三极管的集电极和第三三极管的基极，所述第二三极管的发射极接地，所述第三三极管的集电极连接至报警器的输入端的负极，发射极接地。
15.所述报警器为蜂鸣器。
16.与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
17.1)通过脉冲合成电路对一个光电速度传感器的两路不同输出波形进行合成，当频率不一致时，合成后的波形的占空比会随着时间发生变化，从而通过异或门电路和标准波形对比，即可驱动报警器，具有体积小，可靠性高，适用性强的优点。
18.2)脉冲采集电路可以实现信号的隔离采样，从而提高可靠性。
19.3)保护模块可以防止反向冲击电压通过，避免损坏传感器。
附图说明
20.图1为本发明的结构示意图；
21.图2为本发明实施例的电路原理图；
22.其中：1、第一脉冲采集电路，2、脉冲合成电路，3、同或门电路，4、方波生成电路，5、报警器驱动电路，6、第二脉冲采集电路。
具体实施方式
23.下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。本实施例以本发明技术方案为前提进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
24.一种双通道速度脉冲信号报警装置，如图1所示，包括：第一脉冲采集电路1、第二脉冲采集电路6，脉冲合成电路2、方波生成电路4、同或门电路3和报警器驱动电路5，第一脉冲采集电路1和第二脉冲采集电路6的输入端分别连接至一个光电速度传感器的两路输出，输出端分别连接至脉冲合成电路2的两个输入端，脉冲合成电路2的输出端连接至同或门电路3的一个输入端，方波生成电路4连接至同或门电路3的另一个输入端，同或门电路3的输出端连接至报警器驱动电路5，报警器驱动电路5连接至报警器。
25.通过脉冲合成电路2对一个光电速度传感器的两路不同输出波形进行合成，当频率不一致时，合成后的波形的占空比会随着时间发生变化，从而通过异或门电路和标准波形对比，即可驱动报警器，具有体积小，可靠性高，适用性强的优点。
26.本技术电路轻量化，避免了大型仪器仪表的使用，适合辅助现场测试工作，并且电路采用通用元器件，成本低，便于应用及推广。
27.在其中一些实施例中，脉冲合成电路2为与门电路，方波生成电路4生成占空比为25％的方波，在另一些实施例中，脉冲合成电路2为或门电路，方波生成电路4生成占空比为
75％的方波。
28.针对脉冲合成电路2为或门电路的实施方式，两路脉冲采集电路相同，仅以第一路分析，如图2所示，具体的，脉冲采集电路包括第一三极管、第一偏置电阻、第二偏置电阻、第一限流电阻、第二限流电阻和保护模块，第一三极管的基极通过第一偏置电阻连接至光电速度传感器的输出端的正极，集电极连接至第一直流电源的正极，发射极依次通过第二偏置电阻和保护模块连接至光电速度传感器的输出端的负极，第一限流电阻和第二限流电阻串联形成分压电路，分压电流的一端连接至第一直流电源的正极，另一端通过保护模块连接至光电速度传感器的输出端的负极，并与第二偏置电阻连接，分压电路的分压输出端连接至脉冲合成电路2的输入端。脉冲采集电路还包括稳压管，稳压管设于第一三极管和第二偏置电阻之间。保护模块包括相互并联的防反二极管和保护电阻。
29.图2中，r1为第一脉冲采集电路1中的第一偏置电阻，r3为第一脉冲采集电路1中的第二偏置电阻，同理，r6为第二脉冲采集电路6中的第一偏置电阻，r8为第二脉冲采集电路6中的第二偏置电阻，v1为第一脉冲采集电路1所接入的第一电源，v2为第二脉冲采集电路6所接入的第一电源，q1为第一脉冲采集电路1中的第一三极管，q2为第二脉冲采集电路6中的第一三极管，r5为第一脉冲采集电路1中的第一限流电阻，r4为第一脉冲采集电路1中的第二限流电阻，r10为第二脉冲采集电路6中的第一限流电阻，r10为第二脉冲采集电路6中的第二限流电阻，d1为第一脉冲采集电路1中的稳压管，d3为第二脉冲采集电路6中的稳压管，d2为第一脉冲采集电路1中的防反二极管，r2为第一脉冲采集电路1中的保护电阻，同理，d4为第二脉冲采集电路6中的防反二极管，r7为第二脉冲采集电路6中的保护电阻。
30.仅以第一脉冲采集电路1为例，in1+、in1-是光电速度传感器的第一路输出端，也就是作为第一路脉冲：vpp＝8v
±
1v，f＝10khz，占空比50％。r1、r3使q1工作在放大区起到开关作用控制后级电路。稳压管d1使该通道保持在2v，r4、r5起到限流作用。d2和r2防止反向冲击电压通过in1-损坏传感器。
31.在一些实施例中，脉冲采集电路还包括退耦电容，退耦电容的一端与分压电路的分压输出端连接，另一端与通过保护模块连接至光电速度传感器的输出端的负极，并与第二偏置电阻连接，图2中，c1为第一脉冲采集电路1中的退耦电容，c2为第二脉冲采集电路6中的退耦电容。退耦电容可以减小方波上冲下冲。
32.图2中，u1a为或门电路，光电速度传感器的两路输出为频率相同，相位相差90度的占空比为50％的脉冲方波，因此，在经过或门电路后，得到一个占空比为75％的方波。
33.本实施例中，方波生成电路4包括时基电路，利用lm555cm搭建方波发生器，芯片电源由v1经过r14、r15分压得到2v。通过r1、r2的取值计算在out端得到占空比75％的方波信号送到u3a，其中，u3a即为异或门电路。
34.本实施例中，报警器为蜂鸣器，报警器驱动电路5包括第三偏置电阻r19、第四偏置电阻r16、第五偏置电阻r17、第二三极管q3、第三三极管q4，第三偏置电阻r19的一端连接至同或门电路3的输出端，并连接至第四偏置电阻r16的一端和第二三极管q3的基极，第四偏置电阻r16的另一端、第五偏置电阻r17的一端和报警器ls1的输入端的正极均连接至第二直流电源v3的正极，第五偏置电阻r17的另一端连接至第二三极管q3的集电极和第三三极管q4的基极，第二三极管q3的发射极接地，第三三极管q4的集电极连接至报警器ls1的输入端的负极，发射极接地。
35.如果两路占空比75％的方波信号完全相同，则u3a输出高电平，q3开启，q4关闭，ls1无电流流过，不工作，对于蜂鸣器，为无报警声。如果两路占空比75％的方波信号比较不一致出现偏差，则u3a输出低电平，q3关闭，q4开启，蜂鸣器ls1有电流流过，开始工作并发出报警声。