CN103312371A - 有源应答器的便携式信源模拟装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种有源应答器的便携式信源模拟装置，属于铁路信号领域。该便携式信源模拟装置包括：第一信号控制模块，用于为有源应答器提供应答器报文；第二信号控制模块，用于为有源应答器提供偏置电压信号，提供有源应答器正常工作所需的能量；信号合成模块，用于将所述应答器报文与偏置电压信号进行耦合，得到标准的接口信号；电缆模拟模块，用于模拟LEU与有源应答器之间不同长度的传输电缆。本发明提供便携式信源模拟装置能够模拟实际LEU为有源应答器提供信源，并能够模拟特定规格长度的电缆，节约成本且方便携带，同时具有使用简单、功耗低等优点，易于推广。

Description

有源应答器的便携式信源模拟装置

技术领域

本发明涉及铁路通信信号领域，特别涉及一种有源应答器的便携式信源模拟装置。

背景技术

LEU（Lineside Electronic Unit，地面电子单元）与应答器是列车运行控制系统中必不可少的地面信号设备，其中应答器分为有源应答器与无源应答器，有源应答器也称为可变信息应答器，有源应答器与LEU之间通过专用的应答器传输电缆相连接，从而实现室内LEU与室外钢轨上铺设的有源应答器进行通信。其中LEU与有源应答器之间的接口为C接口，而C1接口、C6接口分别为C接口的子接口。

在目前的技术条件下，无论是在实验室还是在现场，对有源应答器进行测试时都需要使用实际的LEU配合，但使用实际的LEU价格昂贵，并且LEU输出四个通道，而一般有源应答器测试仅使用一个通道即可，另外三路实际上是浪费不用的；另外，实际的LEU不能控制单独发送C1接口信号或C6接口信号。并且若需要测试长距离传输后有源应答器的性能，还需使用实际的应答器传输电缆将LEU与有源应答器进行连接，不仅价格昂贵，且不易携带与搬运。

发明内容

针对上述问题，本发明提供了一种有源应答器的便携式信源模拟装置，可以模拟实际LEU向有源应答器输出测试所需的信号，并能模拟不同长度的应答器传输电缆。

一种有源应答器的便携式信源模拟装置，包括：

第一信号控制模块，用于为有源应答器提供应答器报文；

第二信号控制模块，用于为有源应答器提供偏置电压信号，提供有源应答器正常工作所需的能量；

信号合成模块，用于将所述应答器报文与偏置电压信号进行耦合，得到标准的接口信号； 

电缆模拟模块，用于模拟LEU与有源应答器之间不同长度的传输电缆。

本发明的有益效果在于：本发明提供的有源应答器的便携式信源模拟装置，能够模拟实际LEU为有源应答器提供信源，并能够模拟不同长度的传输电缆，从而能够替代对有源应答器测试时需使用的昂贵的LEU及应答器传输电缆，节约了成本，并且方便携带；便携式信源模拟装置不仅能快速、方便地为有源应答器提供信源，还可切换不同信源状态，提供不同的应用模式，节省检测时间，同时该便携式有源应答器信源模拟装置具有使用简单、功耗低等优点，易于推广。

 

附图说明

图1是本发明实例提供的有源应答器的便携式信源模拟装置的结构示意图；

图2是本发明实例提供的有源应答器的便携式信源模拟装置的另一结构示意图；

图3是本发明实例提供的第一信号控制模块的实现原理图；

图4是本发明实例提供的第二信号控制模块的实现原理图；

图5是本发明实例提供的电缆模拟模块的实现原理图。

 

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明确，下面结合本实施例中的附图对本发明实施例中的技术方案做进一步详细说明，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例。在此，本发明的示意性实施方式及其说明主要用于解释本发明，但并不作为对本发明的限定。

本实施例提供了一种有源应答器的便携式信源模拟装置，如图1所示，该装置包括：第一信号控制模块10、第二信号控制模块20、信号合成模块30与电缆模拟模块40；其中第一信号控制模块10用于为有源应答器提供应答器报文；第二信号控制模块20用于为有源应答器提供偏置电压信号，提供有源应答器正常工作所需的能量；信号合成模块30用于将所述应答器报文与偏置电压信号进行耦合，得到标准的接口信号；电缆模拟模块40用于模拟LEU与有源应答器之间不同长度的传输电缆。

该便携式信源模拟装置，模拟LEU向有源应答器提供信源，便于对有源应答器进行测试，其中信源即为本发明实施例中的标准的接口信号，包括应答器报文与偏置电压信号；具体的，第一信号控制模块即模拟LEU的C1接口向有源应答器提供应答器报文，即提供符合规范要求的C1接口信号，第二信号控制模块即模拟LEU的C6接口向有源应答器提供偏置电压信号，即提供符合规范要求的C6接口信号，信号合成模块即模拟LEU中的C接口，向有源应答器提供C接口信号。

图2为本发明有源应答器的便携式信源模拟装置的另一种结构示意图。如图所示，便携式信源模拟装置的第一信号控制模块与第二信号控制模块分别包括信号源单元、控制开关单元与整形放大单元；其中第一信号控制模块中的信号源单元，用于提取存储的应答器报文，并将所述应答器报文转换为差分双向编码形式的应答器报文信号；控制开关单元，用于单独控制是否将所述差分双向编码的应答器报文信号发送给有源应答器；整形放大单元，用于将所述差分双向编码的应答器报文信号转化为规定的应答器报文信号，即C1接口信号；第二信号控制模块中的信号源单元，用于产生偏置电压信号的原始频率；控制开关单元，用于单独控制是否将所述偏置电压信号发送给有源应答器；整形放大单元，用于将所述原始频率转化为规定的偏置电压信号，即C6接口信号；

第一信号控制模块与第二信号控制模块中的控制开关单元用于单独控制该便携式信源模拟装置向有源应答器发送C1接口信号与C6接口信号，以保证该有源应答器的便携式信源模拟装置能够模拟正常现场应用情况和部分失效情况；如在本发明实施例中，第一信号控制模块与第二信号控制模块能够控制C接口信号发送共有4种状态，分别为：发送C1接口信号，发送C6接口信号；发送C1接口信号，断开C6接口信号；断开C1接口信号，发送C6接口信号；断开C1接口信号，断开C6接口信号；这样就可分别模拟不同的应用情况；

具体的，本实施例中C1接口信号和C6接口信号的状态指示还可以由发光二极管来实现，这样不仅可以简化电路降低功耗，并且也便于现场直观的看到检测结果，因此，本实施例中可以在有源应答器信源模拟装置工作的任何时间段内进行状态切换，能够进行实时不同状态的观测对比；

并且第一信号控制模块与第二信号控制模块中的整形放大单元，通过C1接口信号和C6接口信号进行整形，能够为标准的C接口信号提供标准源；通过信号放大，使C接口信号能够有足够的能量进行传输，为长距离传输方式提供可靠保证。

进一步的，本发明的第一信号控制模块中的信号源单元具体包括存储电路、变换电路与放大电路，其中存储电路用于存储要发送给有源应答器的应答器报文；变换电路用于将上述存储的应答器报文转换为差分双向编码形式的应答器报文信号；放大电路用于对上述差分双向编码形式的应答器报文信号进行初步放大；具体如图3所示，本实施例中的存储电路具体为存储芯片，变换电路具体为DBPL变换电路，放大电路具体包括信号整形放大、方波信号放大与功率放大，即从存储芯片中提取应答器报文，经变换电路与放大电路后得到差分双向编码形式的C1信号，而第一信号控制模块中的整形放大单元具体包括一级放大、二级功率放大与DBPL变压器输出，从而得到标准的C1接口信号；

并且该有源应答器的便携式信源模拟装置还包括报文修改模块，用于对第一信号控制模块中的存储电路中的应答器报文进行修改，以满足根据不同的需求使用不同的应答器报文对有源应答器进行测试；该报文修改模块具体采用国际通用RS422/RS232协议进行报文修改，通过PC机及上位机软件控制报文修改模块对存储电路进行烧写操作，同时通过上位机软件回读报文，保证报文烧写的正确性、有效性，并且现场应用过程中也可以实时对便携式信源模拟装置进行报文修改工作。

相应的，第二信号控制模块中的信号源单元具体包括时钟电路与频率处理电路，时钟电路用于产生便携式信源模拟装置所需的原始时钟信号；频率处理电路，用于对上述原始时钟信号进行处理，得到第一信号控制模块所需的时钟源与偏置电压信号的原始频率；具体如图4所示，本实施例中的时钟电路为9.032MHz晶振，经过频率处理电路进行处理后得到频率分别为564.48KHz与8.82KHz的两个信号，其中564.48KHz信号为第一信号控制模块所需的时钟源，8.82KHz信号为偏置电压信号的原始频率，而第二信号控制模块中的整形放大单元具体包括信号整形为方波、信号转化为正弦波与正弦信号放大电路。

本发明有源应答器的便携式信源模拟装置中的信号合成模块具体是通过耦合平衡变压器实现的，对标准的C1接口信号和C6接口信号进行耦合，输出标准的C接口信号，这样可以进行无失真地耦合，并有良好的隔离效果，能够抵抗来自外界的电磁干扰。 

本发明有源应答器的便携式信源模拟装置中的电缆模拟模块用来模拟在实际应用中不同长度的传输电缆，信号合成模块将标准的C接口信号输出至电缆模拟模块，其通过模拟不同长度的传输电缆对C接口信号的影响来实现模拟工作，具体如图5所示，通过不同的电阻R、电感L与电容C形成RLC耦合网络来模拟C接口信号在不同长度的电缆下的衰减；具体本实施例以模拟四种不同长度的电缆为例进行说明，如将图中所示的双刀开关拨至K0-K0’时，则为模拟0距离电缆，该便携式信源模拟装置的C接口信号直连有源应答器，将开关拨至K1-K1’，则通过R1x、L1x、C11组成的无源耦合网络模拟500米长度的电缆，此时经过该电缆模拟模块后输出的C接口信号即为经过500米长度的电缆衰减后的C接口信号；同样将开关拨至K2-K2’时，则通过R2x、L2x、C21组成的无源耦合网络模拟2500米长度的电缆，将开关拨至K3-K3’时，则通过R3x、L3x、C31组成的无源耦合网络模拟3500米长度的电缆，相应的，通过上述的电缆模拟模块可以模拟任意在实际应用上需要的电缆长度。

该电缆模拟模块主要对C接口信号在长电缆传输过程中的衰减情况进行仿真模拟，有效地解决了实际应用中对有源应答器进行测试时必须要使用实际几千米成捆长距离电缆所带来的时间与成本问题。

本发明还提供了一种有源应答器的检测系统，包括：一个检测设备，以及一个本发明中所描述的便携式信源模拟装置；该便携式信源模拟装置、检测设备与有源应答器分别相连，便携式信源模拟装置向有源应答器分别提供标准的偏置电压信号和应答器报文，模拟LEU的不同应用模式以及LEU与有源应答器之间不同长度的电缆状态，便于检测设备对有源应答器进行测试。具体检测方法包括但不限于以下三种：

方法1：将便携式信源模拟装置与有源应答器连接，直接为有源应答器提供信源，此时即可测量C1接口信号和C6接口信号在有源应答器上所表现的特征，判断应答器是否已发生故障。

方法2：控制该便携式信源模拟装置的两个控制开关单元，向有源应答器分别提供C1接口信号和C6接口信号，模拟LEU的不同应用模式，通过检测设备对有源应答器进行测试。

方法3：控制上述便携式信源模拟装置的电缆模拟单元，分别模拟不同长度的传输电缆，通过检测设备对有源应答器进行测试。

进一步的，在将本发明所描述的有源应答器的便携式信源模拟装置用于上述有源应答器的检测系统之前，本发明还包括对该便携式信源模拟装置进行校准的步骤，具体为：通过将上述有源应答器的便携式信源模拟装置连接至不同阻值的电阻，分别测量该便携式信源模拟装置输出的C1接口信号与C6接口信号，同时进行校准。

本发明提供的有源应答器的便携式信源模拟装置，能够模拟实际LEU为有源应答器提供信源，并能够模拟不同长度的传输电缆，从而能够替代对有源应答器测试时需使用的昂贵的LEU及应答器传输电缆，节约了成本，并且方便携带；便携式信源模拟装置不仅能快速、方便地为有源应答器提供信源，还可切换不同信源状态，提供不同的应用模式，节省检测时间，同时该便携式有源应答器信源模拟装置具有使用简单、功耗低等优点，易于推广。

总之，以上所述仅为本发明技术方案的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种有源应答器的便携式信源模拟装置，其特征在于，所述装置包括：

第一信号控制模块，用于为有源应答器提供应答器报文；

第二信号控制模块，用于为有源应答器提供偏置电压信号，提供有源应答器正常工作所需的能量；

信号合成模块，用于将所述应答器报文与偏置电压信号进行耦合，得到标准的接口信号； 

电缆模拟模块，用于模拟LEU与有源应答器之间不同长度的传输电缆。

2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述第一信号控制模块包括：

信号源单元，用于提取存储的应答器报文，并将所述应答器报文转换为差分双向编码形式的应答器报文信号；

控制开关单元，用于单独控制是否将所述差分双向编码形式的应答器报文信号发送给有源应答器；

整形放大单元，用于将所述差分双向编码形式的应答器报文信号转化为规定的应答器报文信号。

3.如权利要求2所述的装置，其特征在于，所述信号源单元包括：

存储电路，用于存储要发送给有源应答器的应答器报文；

变换电路，用于将所述存储的应答器报文转换为差分双向编码形式的应答器报文信号；

放大电路，用于对所述差分双向编码形式的应答器报文信号进行初步放大。

4.如权利要求3所述的装置，其特征在于，所述便携式信源模拟装置还包括报文修改模块，用于根据不同的需求对所述存储电路中存储的应答器报文进行修改。

5.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述第二信号控制模块包括：

信号源单元，用于产生偏置电压信号的原始频率；

控制开关单元，用于单独控制是否将所述偏置电压信号发送给有源应答器；

整形放大单元，用于将所述原始频率转化为规定的偏置电压信号。

6.如权利要求5所述的装置，其特征在于，所述信号源单元包括：

时钟电路，用于产生所述便携式信源模拟装置所需的原始时钟信号；

频率处理电路，用于对所述原始时钟信号进行处理，得到第一信号控制模块所需的时钟源与偏置电压信号的原始频率。

7.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述的电缆模拟单元具体通过不同的电阻、电感与电容的搭配来模拟所述信号合成模块得到的接口信号在通过不同长度的传输电缆衰减后的情况。

8.一种有源应答器的检测系统，包括：

一个检测设备；

一个如权利要求1至7任意一项所述的便携式信源模拟装置；

所述便携式信源模拟装置、检测设备与有源应答器分别相连，所述便携式信源模拟装置向有源应答器提供应答器报文和偏置电压信号，模拟LEU的不同应用模式以及LEU与有源应答器之间不同长度的电缆状态，便于所述检测设备对有源应答器进行测试。

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