专利名称：机车信号有源多功能测试仪的制作方法
技术领域：
本发明属于一种测试仪器，特别是一种用于检测交流计数机车信号的有源多功能测试仪。
铁路机车在运行前一般需要对其在区间可能出现的各种接收信号(绿灯、黄灯、红黄灯、自动停车等信号)进行模拟发码、测试机车上机车信号显示及自停装置的性能，以此保证机车的安全运行。目前我国铁路部门所使用的机车信号测试仪器大都为采用继电器及电机发码器组成循环发码装置，其本身无正弦交流电源，仅能借助工频测试50HZ区段的机车信号，而对于75HZ、25HZ区段的机车信号目前还没有可携带的测试仪器，仅对现有50HZ携带式测试仪器而言，两种周期1.6秒1.9秒只居其一。因此体积大，功能少，无法满足现场实际测试的需要。
本发明的目的是提供一种功能齐全、体积小、使用方便的机车信号有源多功能测试仪。
本发明的目的是通过如下技术方案来实现的它由输入电路、微机处理电路、电码信号发生电路、功率放大及测试输出电路、稳压电源组成。根据机车信号显示的测试需要，将输入电路中若干按键开关预置相应的功能状态，并将该状态信号送给微机处理电路供微机识别后进行程序处理，其地址数据总线接到电码信号发生电路中，产生相应的电码电压波形，之后送给功率放大及测试输出电路，经功率放大并输出到环线负载上，该输出信号电流与机车上带有的信号感应装置相感应，以此实现对机车信号器材的测试。
本发明可根据不同区段机车信号的要求发射不同频率、不同周期的电码信号。可对单项机车信号显示测试(如仅测黄灯信号)，也可对多项机车信号显示作自动循环测试。并且带有由蓄电池及充放电自动控制电路组成的可携带直流稳压电源，以此满足现场实际工作的需要。本发明还可单作正弦波信号源，提供失真度不于5%的超低频(25HZ、75HZ、50HZ)信号。与现有技术相比具有体积小、功能齐全、实用性较强的特点。
本发明的具体细节由以下实施例及其附图给出
图1是本发明的原理框图;
图2-6是本发明的电原理图。
参考附图，本发明由输入电路、微机处理电路、电码信号发生电路、功率放大及测试输出电路、稳压电源组成(参见图1)。其中输入电路由功能按键开关S1-S8、电阻R9-R16、电容C9-C16、八输入与非门集成电路U1、双D触发器U2组成(参见图2)。根据所要测试的机车的信号将功能按键开关S1-S8置于一个相应的状态(详见附表1-键值功能表)，如测试频率为50HZ，周期为1.6秒的绿灯信号，则只需按下功能按键开关S8即可，即功能键S8-S1开关呈“10000000”状态，该键值状态信号送至微机处理电路。电容C9-C16分别和电阻R9-R16构成输入微分电路，并分别接受功能按键开关S1-S8的输入电位变化，其输出送给输入与非门U1中，产生正脉冲信号送至双D触发器U2的CLK端，引起触发器U2的翻转，并由其输出端Q将负电平信号送入微机处理电路的单片机U3中提供中断申请INT，中断响应后由单片机U3的P24口送回触发器U2的PR2端一个负电位，使触发器U2复位;
微机处理电路由单片机(8035)U3、锁存器(7416)U7、程序存储器(2716)U5组成(参见图3)。4MHz的石英晶体E1与电容C37、C17构成晶体振荡电路。电阻R27与电容C18构成输入积分电路，使电路接通电源时进入工作程序。电容C35、C36为滤波电容。由输入电路输出的健值状态信号I1-I8送至单片机U3的P10-P17端口，然后由单片机U3的DB0-DB7口经锁存器U7送至程序存储器U5的A0-A7，不断地改变其地址，由程序存储器U5的输出端口Q0-Q7将存储其内部的程序与数据信号读入单片机U3中并执行，并由地址数据总线D0-D7输出，提供给电码信号发生电路产生各种电码(即电流波形)信号的数据。存储器U5的内部固化有二十四种电码信号发生程序及输入、输出、延时程序(参见附表2-存储器U5编码表);
电码信号发生电路与功率放大及测试输出电路分别由D/A转换器(0832)U4、运算放大器(LM324)U6、负电平发生器(7660)U8和音频功率放大器(LA4505)U5组成(参见图4)。由微机处理电路输出产生各种电码数据的信号经D/A转换器U4和负电平发生器U8及运算放大器U6可相应产生0-5V之间满幅的电流波形信号输出，经分压电阻R18送至音频功率放大器U9，将电流波形信号加以放大输出，用其输出的电流波形信号测试机车相应接收信号的好坏。音频功率放大器U9接成双通道输出方式，U9的4端和17端分别通过电容C23、电阻R19、R23和电容C25、电阻R20、R24对输出端子(X2-1、X2-2)的环线负载Rf2发送各种电码测试电流，其电流值可通过调节分压电阻R18和观察交流表P达到铁道部部颁各项测试标准值。
工作电源电路(参见图5)，由变压器T，整流桥E2、三端集成稳压器(LM338)U12、(7805)U13和电容C1-C4、C6-C8、电阻R1-R3、R25、R8构成电源稳压电路。由稳压器U12的3脚输出16V直流电压，稳压器U13的3脚输出5V直流电压。由集成运算放大器(LM324)U14、U15、继电器J、蓄电池(10GNY3)B及电阻R4-R7、R21、R22、电容C5、二极管D2、稳压管D6构成充放电自动控制电路。U14构成过电压监视器，防止蓄电池B在充电过程中的过压充电，即当充电电压超过16V时、U14输出电流使继电器J吸合，其常闭触点断开，从而切断充电电路，同时发光二极管D4熄灭。U15构成欠电压监视器，即当蓄电池B电压低于10V时，U15输出电流使发光二极管D8点亮，以示告警。图5中S0为电源开关，S10为充电选择开关，即当S10的1、3点与4、6点接通时为充电状态，S9为交流/直流选择开关，即当其1和2端接通时选用现场交流电源作为测试输入电源，当其1和3端接通时选用蓄电池B作为本测试仪的工作电源(即在测试现场无电源时使用)。
本测试仪还设有由运算放大器U10、固体交流开关U11组成并经单片机U3处理控制的电流扩展器(参见图6)。运算放大器U10的输入端12与单片机的P27口相接，由单片机U3提供未载波的开关量各周期、种类的电码信号，经运算放大器U10整形放大，驱动固体交流开关U11并由连接其输出端1和2的扩展端子口X2-3、X2-4输出，供用户外接轨道变压器用。
本测试仪的使用方法是首先将环线负载Rfz(通常是一根导线)接于测试输出端口X2-1、X2-2上，该环线负载沿轨道架设，目的是提供模拟的钢轨电流，然后根据所要测试的机车信号将功能按键开关S1-S8预置一个相应的功能状态，由测试输出端口X2-1、X2-2上的环线负载上产生相应的电码信号，正常时机车信号装置有一个相应的接收信号与之对应并点燃，以此证明该机车信号是完好的，否则证明该机车信号接收装置失效。
键值功能表 (附表1)
注1键按下;0键复原;
存储器U5编码表 (附表2)
权利要求
1.一种机车信号有源多功能测试仪，它包括输入电路、微机处理电路、电码信号发生电路和连接电码信号发生电路输出端的功率放大输出电路及工作电源，其特征在于a、输入电路中的功能按键开关一路经微分电路与八输入与非门的输入端相连，另一路送至微机处理电路，输入与非门的输出端连接一双D触发器，该触发器的输出端与微机处理电路中单片机的中断接口INT相连；b、微机处理电路由单片机、锁存器、程序存储器组成，程序存储器内部固化有二十四种电码信号发生程序及输入、输出、延时程序；c、电码信号发生电路由D/A转换器、负电平发生器及运算放大器组成，D/A转换器的输入端与微机处理电路的数据地址总线相连。
2.按权利要求1所述的机车信号有源多功能测试仪，其特征在于所述连接电码信号发生电路输出端的功率放大输出电路采用音频功率放大器LA4505，其输出采用双通道输出方式。
3.按权利要求1所述的机车信号有源多功能测试仪，其特征在于单片机P27口还连接一个由运算放大器和固体交流开关组成的电流扩展器。
4.按权利要求1所述的机车信号有源多功测试仪，其特征在于在工作电源电路中设有一个蓄电池和监控蓄电池过压欠压的充放电控制电路。
全文摘要
本发明公开了一种用于检测交流计数机车信号的有源多功能测试仪，它主要由输入电路、微机处理电路、电码信号发生电路、功率放大输出电路及可方便携带的工作电源，通过微机电路和程序处理，由电码信号发生电路及功率放大输出电路输出不同频率、不同周期的电流波形信号，以此检测机车信号的好坏，还可单作超低频正弦波信号源以及各种信号自动循环发码测试。具有体积小、功能齐全、使用方便的特点。
文档编号G01R31/00GK1048926SQ8910513
公开日1991年1月30日 申请日期1989年7月21日 优先权日1989年7月21日
发明者刘世昌 申请人:刘世昌