CN203216990U - 轨道移频信号检测装置 - Google Patents
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Abstract
轨道移频信号检测装置，包括移频信号采集系统、信号核心处理系统、数据实时显示系统、上位机通信系统；其中，移频信号采集系统与信号核心处理系统连接，所述信号核心处理系统分别与数据实时显示系统和上位机通信系统相连，所述移频信号采集系统以CPLD逻辑电路实现控制；所述信号核心处理系统包括移频信号预处理模块FPGA和移频信号处理模块DSP，两者互相连接，本实用新型体积小，便于携带，适合在野外工作并且具有较好的抗干扰性能，操作容易，使用简单，同时装置工作稳定性强，而且装置设有复位键，一旦装置出错，可马上复位重新工作。
Description
技术领域
本实用新型涉及轨道移频信号检测装置，属于移频信号采集与处理分析领域。
背景技术
我国现行轨道电路主要为移频轨道电路，由于列车运行会对铁轨产生巨大冲击，尤其是列车在电气化铁路区段运行时会产生较强干扰，同时由于轨道移频电路大多置于野外工作环境，受到各种地理条件(例如土质、地势、湿度、温度、气候等)的影响，导致列车出现脱轨和追尾事故，这两种事故的原因主要是移频闭塞系统未能及时了解铁轨情况或者调配出现了错误。
实用新型内容
本实用新型的目的，为了解决以上问题，保证火车安全运行，设计了一种实用的轨道移频信号频率检测装置，定期对系统内的轨道电路工作状态参数和传输的移频信号进行测量。
本实用新型是通过以下方案实现的：轨道移频信号检测装置，其特征在于，包括：移频信号采集系统、信号核心处理系统、数据实时显示系统、上位机通信系统；
其中，移频信号采集系统与信号核心处理系统连接，所述信号核心处理系统分别与数据实时显示系统和上位机通信系统相连，其中：
所述移频信号采集系统以CPLD逻辑电路实现控制，具体包括信号接收器、保护电路、信号调理电路、AD模数转换器、连接接口，其中：
所述信号接收器、保护电路、信号调理电路、AD模数转换器串联连接在连接接口上；所述信号接收器、保护电路、信号调理电路分别连接在CPLD逻辑控制电路上，CPLD逻辑控制电路与连接接口相连；
所述信号核心处理系统包括：移频信号预处理模块和移频信号处理模块，其中，移频信号预处理模块通过数据线地址线与移频信号处理模块通讯连接。
优选地，本实用新型中所述数据实时显示系统包括液晶显示屏，采用夏普公司出品的LQ035Q3DG01。
优选地，本实用新型中所述上位机通信系统包括USB通信装置，内置静电保护器TPD2E001DRL对USB的差分信号线进行静电屏蔽。
优选地，本实用新型中所述保护电路包括：过压保护和过流保护，过压保护采用过压保护电路来实现，过流保护采用可恢复保险丝来实现。
优选地，本实用新型中所述信号调理电路包括：滤波电路、放大电路、非电压参数转换成电压参数电路和自动量程切换电路。
优选地，本实用新型中所述移频信号预处理模块为FPGA处理模块，且包括输出FIFO、输入FIFO以及DMA装置；所述移频信号处理模块为DSP处理模块，其中：AD转换器与所述输入FIFO、DSP处理模块依次连接，DSP处理模块输出端连接到FPGA处理模块中的输出FIFO，通过输出FIFO将处理后的移频信号发送到DMA装置，DMA装置将存储的移频信号通过输出端口发送到上位机。
本实用新型的有益效果在于，考虑到轨道移频信号信号检测工作大多都是在野外作业，因此本测试装置具有以下优点：第一，测试装置的体积小便于携带，适合在野外工作；第二，测试装置有较好的抗干扰性能，在装置设计时，特别在容易受到电磁干扰的电子器件进行滤波、抗噪声的设计，经过测试能有效地降低电气化铁路产生的各种噪声对装置的干扰，提高装置的抗干扰性；第三，装置操作容易，使用简单，由于系统的初始化、自检、参数设置都由程序已经设定完成，因此只需上电开机选择测定参数类型即可；第四，装置工作稳定性强，而且装置设有复位键，一旦装置出错，可马上复位重新工作。
附图说明
图1是装置整体结构示意图。
图2是移频信号采集系统结构示意图。
图3 是信号核心处理系统结构示意图。
具体实施方式
下面结合各附图对本实用新型作说明。
轨道移频信号检测装置，包括：移频信号采集系统、信号核心处理系统、数据实时显示系统、上位机通信系统；其中，移频信号采集系统与信号核心处理系统连接，所述信号核心处理系统分别与数据实时显示系统和上位机通信系统相连，其中：所述移频信号采集系统以CPLD逻辑电路实现控制，具体包括信号接收器、保护电路、信号调理电路、AD模数转换器、连接接口，其中：所述信号接收器、保护电路、信号调理电路、AD模数转换器串联连接在连接接口上；所述信号接收器、保护电路、信号调理电路分别连接在CPLD逻辑控制电路上，CPLD逻辑控制电路与连接接口相连；所述信号核心处理系统包括：移频信号预处理模块和移频信号处理模块，其中，移频信号预处理模块通过数据线地址线与移频信号处理模块通讯连接，所述移频信号预处理模块为FPGA处理模块，且包括输出FIFO、输入FIFO以及DMA装置；所述移频信号处理模块为DSP处理模块，其中：AD转换器与所述输入FIFO、DSP处理模块依次连接，DSP处理模块输出端连接到FPGA处理模块中的输出FIFO，通过输出FIFO将处理后的移频信号发送到DMA装置，DMA装置将存储的移频信号通过输出端口发送到上位机。
轨道移频信号检测装置的工作过程是：系统上电后，芯片进行自检初始化，在选定了检测信号类型后，系统根据选定的信号类型进行功能切换，然后通过信号检测器将信号接收，检测信号首先经过保护电路，防止过量程而损坏芯片，然后进行信号调理，如果信号不符合量程，系统自动切换，对于轨道移频信号，调理电路还会做滤波以及放大处理，最后将合适的信号传给A/D模块进行模数转换；经过模数转换的数字信号，传递给DSP核心处理部分进行信号处理并将处理数据显示，如果数据需要保存，可通过上位机将数据上传。
首先通过信号接收传感器将轨道移频信号接收，由于接收到的信号是模拟信号且可能受到各种干扰产生信号的跳变，是信号的电压或电流值发生跳变，而下面工作的功能芯片都数据数字低压芯片，因此为防止烧芯片，设计个保护电路。保护电路包括：过压保护和过流保护，过压保护采用过压保护电路来实现，过流保护采用可恢复保险丝来实现，信号通过保护电路后进入信号调理电路，调理电路可以将信号进行滤波以及放大处理，最后将合适的信号传给A/D模块进行模数转换，信号经过调理电路后，由AD芯片对信号进行采样，采样控制时钟由FPGA提供，采样频率设置为10KHz，这样可以完成无失真采样，AD在FPGA的控制下完成采样后，采样后的数字信号存入到FPGA的先进先出存储器中，然后由DSP将数据读入，接着用片内数字滤波器滤除信号的噪声，而后再对信号进行算法程序中运算，得到检测的低频调制信号数据，同时通过LCD液晶显示器实时显示监测数据，如数据需要上传，可由数据上传接口直接上传至上位机保存，以上数据传输方式是以USB接口连接，由于USB接口直接连接外部设备，时常进行手动插拔，为避免静电对系统造成损害，利用静电保护器TPD2E001DRL对USB的差分信号线进行静电屏蔽，延长设备使用寿命。
本实用新型体积小便于携带，适合在野外工作并且具有较好的抗干扰性能，在装置设计时，特别在容易受到电磁干扰的电子器件进行滤波、抗噪声的设计，经过测试能有效地降低电气化铁路产生的各种噪声对装置的干扰，提高装置的抗干扰性，装置操作容易，使用简单，由于系统的初始化、自检、参数设置都由程序已经设定完成，因此只需上电开机选择测定参数类型即可，同时装置工作稳定性强，而且装置设有复位键，一旦装置出错，可马上复位重新工作。
Claims (6)
1.轨道移频信号检测装置，其特征在于，包括：移频信号采集系统、信号核心处理系统、数据实时显示系统、上位机通信系统；
其中，移频信号采集系统与信号核心处理系统连接，所述信号核心处理系统分别与数据实时显示系统和上位机通信系统相连，其中：
所述移频信号采集系统以CPLD逻辑电路实现控制，具体包括信号接收器、保护电路、信号调理电路、AD模数转换器、连接接口，其中：
所述信号接收器、保护电路、信号调理电路、AD模数转换器串联连接在连接接口上；所述信号接收器、保护电路、信号调理电路分别连接在CPLD逻辑控制电路上，CPLD逻辑控制电路与连接接口相连；
所述信号核心处理系统包括：移频信号预处理模块和移频信号处理模块，其中，移频信号预处理模块通过数据线地址线与移频信号处理模块通讯连接。
2.根据权利要求1所述的轨道移频信号检测装置，其特征在于：所述数据实时显示系统包括液晶显示屏，采用夏普公司出品的LQ035Q3DG01。
3. 根据权利要求1所述的轨道移频信号检测装置，其特征在于：所述上位机通信系统包括USB通信装置，内置静电保护器TPD2E001DRL对USB的差分信号线进行静电屏蔽。
4. 根据权利要求1所述的轨道移频信号检测装置，其特征在于：所述保护电路包括：过压保护和过流保护，过压保护采用过压保护电路来实现，过流保护采用可恢复保险丝来实现。
5. 根据权利要求1所述的轨道移频信号检测装置，其特征在于：所述信号调理电路包括：滤波电路、放大电路、非电压参数转换成电压参数电路和自动量程切换电路。
6. 根据权利要求1所述的轨道移频信号检测装置，其特征在于：所述移频信号预处理模块为FPGA处理模块，且包括输出FIFO、输入FIFO以及DMA装置；所述移频信号处理模块为DSP处理模块，其中：AD转换器与所述输入FIFO、DSP处理模块依次连接，DSP处理模块输出端连接到FPGA处理模块中的输出FIFO，通过输出FIFO将处理后的移频信号发送到DMA装置，DMA装置将存储的移频信号通过输出端口发送到上位机。
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106124839A (zh) * | 2016-06-19 | 2016-11-16 | 太原理工大学 | 用于轨道移频信号的便携式检测仪及其检测方法 |
| CN108267633A (zh) * | 2016-12-30 | 2018-07-10 | 河南辉煌信通软件有限公司 | 基于hmc1001磁阻传感器的轨道移频信号检测系统 |
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| CN106124839B (zh) * | 2016-06-19 | 2018-11-16 | 太原理工大学 | 用于轨道移频信号的便携式检测仪及其检测方法 |
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