CN103107817A - 一种脉冲移频混合信号发送器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种脉冲移频混合信号发送器，包括：控制器、移频信号发生器、移频功率放大电路、高压电源、脉冲充放电电路和信号合成电路；控制器与移频信号发生器电连接，控制移频信号发生器生成移频信号；移频信号发生器与移频功率放大电路电连接，将生成的移频信号发送至移频功率放大电路；移频功率放大电路将接收到的移频信号进行放大；控制器还与高压电源和脉冲充放电电路电连接，控制高压电源为脉冲充放电电路提供电源，控制脉冲充放电电路生成脉冲信号；信号合成电路分别与移频功率放大电路和脉冲充放电电路电连接，将放大后的移频信号和脉冲信号进行叠加后，生成脉冲移频信号并输出。本发明能够实现提供移频信号的同时提供高压脉冲信号。
Description
技术领域
本发明涉轨道电路系统发送器信号合成与驱动技术领域，更具体地说，涉及一种脉冲移频混合信号发送器。
背景技术
目前，铁道部鉴定的ZPW-2000A无绝缘移频轨道电路系统目前已在区间大规模的推广使用。该系统的发送器采用功率放大的方式输出移频信号。当该系统推广到站内使用的时候，出现了道岔区段和咽喉区段轨道电路分路不良的问题，其原因是移频信号输出至轨面的电压太低，无法达到列车分路时所需的击穿轨面电压，列车占用时不能实现对轨道电路的电气短路，无法完成列车占用检查，影响行车安全，从而限制了该系统的应用范围。目前国内外普遍采用高压脉冲轨道电路解决轨道电路分路不良问题，但高压脉冲轨道电路缺少为列车提供机车信号的能力。
发明内容
有鉴于此，本发明提供一种脉冲移频混合信号发射器，以实现提供移频信号的同时提供高压脉冲信号。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：一种脉冲移频混合信号发送器，包括：控制器、移频信号发生器、移频功率放大电路、高压DC/DC电源、脉冲充放电电路和信号合成电路；其中：
所述控制器与所述移频信号发生器电连接，控制所述移频信号发生器生成移频信号；
所述移频信号发生器与所述移频功率放大电路电连接，将生成的所述移频信号发送至所述移频功率放大电路；
所述移频功率放大电路将接收到的所述移频信号进行放大；
所述控制器还与所述高压DC/DC电源和所述脉冲充放电电路电连接，控制所述高压DC/DC电源为所述脉冲充放电电路提供电源，控制所述脉冲充放电电路生成脉冲信号；
所述信号合成电路分别与所述移频功率放大电路和所述脉冲充放电电路电连接，将所述放大后的移频信号和所述脉冲信号进行叠加后，生成脉冲移频信号并输出。
优选地，所述控制器包括第一控制器和第二控制器；
所述第一控制器和第二控制器分别从不同的输入接口接收载频条件和ID地址编码；
所述载频条件和ID地址编码是所述第一控制器和第二控制器作为输出移频信息和CAN通信网ID依据。
优选地，所述脉冲充放电电路包括：电压反馈模块、第一电压检测模块、第二电压检测模块和脉冲输出检测模块；其中：
在充电过程中，所述电压反馈模块实时对所述脉冲充放电电路中的电容两端的电压进行检测，当检测电压达到设定标准后，切断充电过程；
所述第一电压检测模块和第二电压检测模块对所述脉冲充放电电路中的电容进行测量，当电压符合设定范围时，释放脉冲；
释放脉冲过程中，所述脉冲输出检测模块对输出频率进行检测。
优选地，所述信号合成电路包括：第一电容、第二电容、第一电感和第二电感；其中：
所述第一电容和第一电感构成并联谐振单元，构成对所述脉冲信号的低阻特性和对所述移频信号的高阻特性；
所述第二电容和第二电感构成串联谐振单元，构成对所述脉冲信号的高阻特性和对移频信号的高阻特性。
从上述的技术方案可以看出，本发明公开的一种脉冲移频混合信号发送器，通过控制器控制移频信号发生器生成移频信号，经移频功率放大电路放大后输出移频信号，同时通过控制器控制高压DC/DC电源形成高压电源，经脉冲充放电电路形成脉冲信号，最后移频信号和脉冲信号经信号合成电路生成脉冲移频混合信号输出，实现了在头功移频信号的同时也提供了高压脉冲信号，利用脉冲信号的高压特点击穿轨面，从而实现列车的良好分路，利用移频信号实现机车信号发码。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明公开的一种脉冲移频混合信号发送器的结构示意图；
图2为本发明公开的一种脉冲移频混合信号发送器的原理图；
图3为本发明公开的一种脉冲移频混合信号发送器的脉冲信号生成原理图；
图4为本发明公开的一种脉冲移频混合信号发送器的脉冲移频混合信号合成原理图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明实施例公开了一种脉冲移频混合信号发射器，以实现提供移频信号的同时提供高压脉冲信号。
如图1所示，一种脉冲移频混合信号发送器，包括：控制器101、移频信号发生器102、移频功率放大电路103、高压DC/DC电源104、脉冲充放电电路105和信号合成电路106；其中：
控制器101与移频信号发生器102电连接，控制移频信号发生器102生成移频信号；
移频信号发生器102与移频功率放大电路103电连接，将生成的所述移频信号发送至移频功率放大电路103；
移频功率放大电路103将接收到的所述移频信号进行放大；
控制器101还与高压DC/DC电源104和脉冲充放电电路105电连接，控制高压DC/DC电源104为脉冲充放电电路105提供电源，控制脉冲充放电电路105生成脉冲信号；
信号合成电路106分别与移频功率放大电路103和脉冲充放电电路105电连接，将所述放大后的移频信号和所述脉冲信号进行叠加后，生成脉冲移频信号并输出。
在上述实施例中，通过控制器控制移频信号发生器生成移频信号，经移频功率放大电路放大后输出移频信号，同时通过控制器控制高压DC/DC电源形成高压电源，经脉冲充放电电路形成脉冲信号，最后移频信号和脉冲信号经信号合成电路生成脉冲移频混合信号输出，实现了在头功移频信号的同时也提供了高压脉冲信号，利用脉冲信号的高压特点击穿轨面，从而实现列车的良好分路，利用移频信号实现机车信号发码。
如图2所示，为本发明公开的一种脉冲移频混合信号发送器的原理图，具体的，处理器采用双套相互独立的中央处理器CPU A和CPU B。CPU A和CPU B分别从不同的输入接口接收载频条件和ID地址编码。载频条件和ID地址编码是CPU A和CPU B作为输出移频信息和CAN通信网ID号依据。
移频发生器产生移频信号，并送至控制单元进行频率检测。通过检测满足要求的移频信号，经滤波电路实现方波-正弦变换后，再由移频功放电路进行功率放大，形成移频功率信号后输出至信号合成电路。
高压DC/DC电源为脉冲充放电电路提供高压电源，通过脉冲充放电电路形成脉冲信号，输出至信号合成电路。
移频发生器和脉冲发生器产生的移频信号和脉冲信号经CPU A和CPU B进行低频、载频、脉冲检测、功出检测等特征检测，其检测结果符合要求后，控制单元驱动安全与门电路驱动发送报警继电器FBJ吸起。
移频信号和脉冲信号经信号合成电路进行叠加后，产生脉冲移频信号并输出。
如图3所示，为本发明公开的一种脉冲移频混合信号发送器的脉冲信号生成原理图，具体的，第一控制器CPU A和第二控制器CPU B控制高压DC/DC模块，为脉冲充放电电路提供高压恒流电源，脉冲充放电电路采用IGBT开关管Q1实现。
充电过程：第一控制器CPU A和第二控制器CPU B依据与逻辑控制IGBT开关管Q1，使IGBT开关管Q1关闭。此时唯一的充电通路是高压DC/DC电源通过限流电阻R1对电容C1蓄能，实现电容C1的充电过程，其充电路经是：DC/DC电源750V→D1→R1→C1→电源地。
放电过程：当C1充电完毕时，第一控制器CPU A和第二控制器CPU B依据与逻辑共同驱动IGBT开关管Q1，使IGBT开关管Q1导通。此时唯一的泄放通路是电容C1经负载、D2、Q1至电源地，实现电容C1的放电过程，其放电路经是：C1→P2→负载→P1→D2→Q1→电源地。
检测过程：充电过程中，电压反馈模块实时对电容C1两端电压进行检测，检测电压达到设定标准后，关闭高压DC/DC模块输出，切断充电过程；电压检测模块1和电压检测2模块对电容C1两端电压值进行测量，当电压符合设定范围后，放电时刻释放脉冲；释放脉冲的过程中，由脉冲输出检测模块对脉冲输出频率进行检测。
如图4所示，为本发明公开的一种脉冲移频混合信号发送器的脉冲移频混合信号合成原理图，具体的，第一电感L1和第一电容C1构成并联谐振单元，依据该谐振单元的频率特性，可构成对脉冲信号的低阻特性和对移频信号的高阻特性；同样，由第二电感L2和第二电容C2构成的串联谐振单元，可构成对脉冲信号的高阻特性和对移频信号的高阻特性。由此实现了移频信号生成电路和脉冲信号生成电路的相互隔离。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (4)
1.一种脉冲移频混合信号发送器，其特征在于，包括：控制器、移频信号发生器、移频功率放大电路、高压DC/DC电源、脉冲充放电电路和信号合成电路；其中：
所述控制器与所述移频信号发生器电连接，控制所述移频信号发生器生成移频信号；
所述移频信号发生器与所述移频功率放大电路电连接，将生成的所述移频信号发送至所述移频功率放大电路；
所述移频功率放大电路将接收到的所述移频信号进行放大；
所述控制器还与所述高压DC/DC电源和所述脉冲充放电电路电连接，控制所述高压DC/DC电源为所述脉冲充放电电路提供电源，控制所述脉冲充放电电路生成脉冲信号；
所述信号合成电路分别与所述移频功率放大电路和所述脉冲充放电电路电连接，将所述放大后的移频信号和所述脉冲信号进行叠加后，生成脉冲移频信号并输出。
2.根据权利要求1所述的脉冲移频混合信号发送器，其特征在于，所述控制器包括第一控制器和第二控制器；
所述第一控制器和第二控制器分别从不同的输入接口接收载频条件和ID地址编码；
所述载频条件和ID地址编码是所述第一控制器和第二控制器作为输出移频信息和CAN通信网ID依据。
3.根据权利要求2所述的脉冲移频混合信号发送器，其特征在于，所述脉冲充放电电路包括：电压反馈模块、第一电压检测模块、第二电压检测模块和脉冲输出检测模块；其中：
在充电过程中，所述电压反馈模块实时对所述脉冲充放电电路中的电容两端的电压进行检测，当检测电压达到设定标准后，切断充电过程；
所述第一电压检测模块和第二电压检测模块对所述脉冲充放电电路中的电容进行测量，当电压符合设定范围时，释放脉冲；
释放脉冲过程中，所述脉冲输出检测模块对输出频率进行检测。
4.根据权利要求3所述的脉冲移频混合信号发送器，其特征在于，所述信号合成电路包括：第一电容、第二电容、第一电感和第二电感；其中：
所述第一电容和第一电感构成并联谐振单元，构成对所述脉冲信号的低阻特性和对所述移频信号的高阻特性；
所述第二电容和第二电感构成串联谐振单元，构成对所述脉冲信号的高阻特性和对移频信号的高阻特性。
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