CN210075248U - 便携式点式应答定位器状态检测仪 - Google Patents

Abstract

一种便携式点式应答定位器状态检测仪,涉及定位器的检测装置。包括电源、电源管理电路、电源开关电路、电源转换电路、工作控制电路、发射电路、接收电路、放大电路、整流电路、采集电路、主控单元、时钟提取电路、解调电路及解码电路，该检测仪体积小、重量轻，方便现场维护人员及故障处理人员携带，可以在不使用电脑和连接线的情况下完成定位器的报文检测、记录。

Description

便携式点式应答定位器状态检测仪

技术领域

本实用新型涉及一种定位器的检测装置，特别涉及便携式点式应答定位器状态检测仪。

背景技术

目前我国在编组站和驼峰场使用的自动化控制系统有无线调车机车信号和监控系统（STP），编组站综合集成自动化系统 (CIPS)，驼峰推峰机车无线遥控系统、驼峰无线机车信号系统等，这些系统定位机车位置全部都采用了地面铺设点式应答定位器（一下简称定位器）的方式。因此，在全国的编组站和驼峰场领域都大量的应用了定位器。

目前各使用单位在定位器的检查、维护和故障处理中存在一些不便如下:1)每次新安装完定位器后或定期维护时或故障处理时都需要进行定位器的报文检查核实工作，目前的手段是拿着电脑、读写工具和连接线等到现场去读取报文。拿的东西多，较为沉重，操作也不方便；2）目前的定位器读写工具只能通过检测报文来判断定位器的好坏，而在实际使用中存在检测报文是好的，但是用在现场机车还是收不到报文的情况。这种情况可能是定位器本身没有损坏，但是指标有偏差，导致定位器发送信息的强度弱一些，在加上特定的现场环境导致机车收不到定位器的报文，而目前这个情况用现有的读写工具是没有办法检测的；3）现场需要定期维护定位器，并做记录，而目前的记录管理方式不够方便。而且维护时需要每个定位器拍照片作为打点，由于现场不允许带手机，且就算可以带手机也都是工作者个人的手机，不方便集中管理照片，而且容易丢失。所以目前并没有好的解决方案。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本实用新型的目的是提供一种便携式点式应答定位器状态检测仪。

本实用新型所采用的技术方案是：一种便携式点式应答定位器状态检测仪，包括壳体及设置在壳体内的电源、电源管理电路、电源开关电路、电源转换电路、工作控制电路、发射电路、接收电路、放大电路、整流电路、采集电路、主控单元、时钟提取电路及解码电路，电源依次与电源管理电路、电源开关电路、电源转换电路、工作控制电路连接，工作控制电路的一个输出端与发射电路，工作控制电路的另一个输出端与接收电路连接，接收电路在依次与放大电路、整流电路、采集电路及主控单元连接，其技术要点是，还包括解调电路，所述的解调电路的输入端与放大电路输出端连接，解调电路的输出端与时钟提取电路的输入端连接，时钟提取电路的输出端与主控单元连接。

上述方案中，所述的解调电路结构如下，第一电容、第二电容、第三电容及第一滑动变阻器彼此并联，该并联电路的一端与第一放大器的输出端连接，该并联电路的另一端与电感一端及第四电容一端连接, 第四电容另一端与第一电阻的一端、第二电阻的一端连接, 第一电阻的另一端与第一非门的输入端、第三电阻的一端、第四电阻的一端连接，第二电阻的另一端与二极管的正极连接，二极管的负极与第五电容一端、第五电阻一端、第六电阻的一端连接，第五电容的另一端、第五电阻的另一端彼此连接并接GND端，第六电阻的另一端连接第七电阻的一端，第七电阻的另一端接GND；第一非门的输出端与第二非门的输入端、第八电阻的一端、第一异或门的输入端连接，第八电阻的另一端与第一异或门的输入端、第六电容的一端连接，第六电容的另一端接GND；第一异或门的输出端连接第九电阻的一端，第九电阻的另一端连接第七电容的一端，第七电容的另一端与第二变压器的主线圈的第五端连接，第二变压器的主线圈的第四端连接GND；第二变压器副线圈的第一端连接第二晶振滤波器的一端，第二变压器副线圈的第三端连接第一晶振滤波器的一端，第一晶振滤波器的另一端、第二晶振滤波器的另一端相连接后与第八电容的一端连接，第八电容的另一端与第二放大器的正向输入端连接，第二放大器的反向输入端与第十电阻的一端、第十一电阻的一端连接，第十一电阻的另一端与第二放大器的输出端、第九电容的一端连接，第十电阻的另一端接+12V电源；

第九电容的另一端与第十二电阻一端、第十三电阻一端、第三非门的输入端连接，第十四电阻另一端接5V电源、第十三电阻另一端接GND；第三非门的输出端与双路触发器的时钟端连接，双路触发器的输出端与第五非门的输入端连接，第五非门的输出端与第二异或门的输入端连接，第二异或门的输入端与第四非门的输出端连接，第四非门的输入端与第二电感的一端、第十电容的一端连接，第二电感的另一端与第二非门的输出端连接，第十电容的另一端接GND；第二异或门的输出端与第十一电容一端、第十五电阻一端连接，第十五电阻另一端与第十二电容一端、第五非门的输入端连接，第五非门的输出端同时与第三异或门的一个输入端、另一个输入端、第四异或门的输入端连接，第三异或门的输出端与第四异或门的输入端连接，第四异或门的输出端与第五异或门的输入端连接，第五异或门的输入端与第六异或门的输出端连接，第六异或门的两个输入端同时与计数器的号管脚连接，第五异或门的输出端（13）与计数器的号管脚连接。

本实用新型的有益效果是：该便携式点式应答定位器状态检测仪，包括电源、电源管理电路、电源开关电路、电源转换电路、工作控制电路、发射电路、接收电路、放大电路、整流电路、采集电路、主控单元、时钟提取电路、解调电路及时钟提取电路，该检测仪体积小、重量轻，方便现场维护人员及故障处理人员携带，可以在不使用电脑和连接线的情况下完成定位器的报文检测、记录。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例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实用新型的一些实施例，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，还可根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例中便携式点式应答定位器状态检测仪的使用状态图；

图2为本实用新型实施例中便携式点式应答定位器结构框图；

图3为本实用新型实施例中发射电路的电路原理图

图4为本实用新型实施例中调解电路的电路原理图；

图5为本实用新型实施例便携式点式应答定位器状态诊断仪测试定位器指标的原理示意图。

具体实施方式

使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图1～图5和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。

本实施例采用的便携式点式应答定位器状态检测仪，包括壳体及设置在壳体内的电源、DC5V外接电源、电源管理电路、电源开关电路、电源转换电路、工作控制电路、发射电路、接收电路、放大电路、整流电路、采集电路、主控单元、解调电路及时钟提取电路，其中，电源为DC3.7V，电源管理电路的采用MAX8934AETI芯片，开关电路采用LTC2955ITS8-2#PBF芯片，电源转换电路采用MAX1708EEE+芯片，工作控制电路由SN74LVC2T45DCUR芯片、NDT456P场效应管和2N7002LT1场效应管组成，工作控制电路采用TPS61085TDGKR芯片，放大电路采用AD8055AR芯片，整流电路采用1N4148二极管，主控单元的型号为基于NXP的LPC1786，时钟提取电路采用SN74HC191D计数芯片，解码电路的型号为Altera 的5M240ZT10015N。本实施例采用的发射电路如图3所示。发射电路由晶振PX0-1-4.096MHz、计数器SN74HC191D、非门SN74HC14D、三极管VC2075、电容DLC70B102JW301XT和线圈组成。接收电路由电容DLC70B201GW301XB和磁棒线圈组成。

DC3.7V电池和DC5V外接电源分别与电源管理电路的输入端连接，即MAX8934AETI芯片的2脚和3脚为外接电源输入（DC5V），20脚和21脚是电池输入（3.7V锂电池），23脚和24脚是输出端。外接电源和电池分别单独供电或者同时供电都可以正常输出电压，当同时接外接电源和电池时，电路给电池充电。MAX8934AETI芯片依次与LTC2955ITS8-2#PBF芯片、MAX1708EEE+芯片、SN74LVC2T45DCUR芯片连接。当开关按下后，LTC2955ITS8-2#PBF芯片的7脚由高电平变成低电平，使后续FDT434P场效应管导通。MAX1708EEE+芯片将3.7V转5V。当有命令信号来时，SN74LVC2T45DCUR芯片导通，工作用5V才有电，后续电路才工作。平时没有命令信号来时，工作用5V没有电，后续电路不工作。这样做可以降低功耗。

工作控制电路的一个输出端与发射电路连接，工作控制电路的另一个输出端与接收电路的输入端连接，接收电路的输出端再依次与放大电路、整流电路、采集电路及主控单元连接，整流电路和采集电路共同完成了对定位器频率偏移程度的判断，通过整流和采集后得到的电压的大小来反映定位器的发射强度，从而来判断定位器频率偏移的程度。主控单元通过蓝牙接收发送电路与手持机通讯连接。放大电路的另一个输出端与解调电路的输入端连接，解调电路将接收放大后的PSK信号经过一个RC积分电路，在和该信号进行异或处理，本实施例中异或门采用SN74HC86D芯片。其中，积分电路的参数选择很重要，是能否完成倍频的关键。以前的倍频需要用到乘法器，这里只需要一个简单的异或门就可以实现。同时这样设计对PSK信号的质量要求不高，配合后面的晶体滤波器可以更好的实现载波倍频。然后将倍频好的信号经过SN74HC74D芯片进行分频，就实现了PSK信号的载波同步。在将分频好的信号和接收的PSK信号进行异或，同样采用SN74HC86D异或门，就得到了解调后的数据。解调后的数据传给型号为5M240ZT100I5N的CPLD芯片进行解码即可。

解调电路的一路输出端经时钟提取电路与解码电路连接，解码电路经另一个电源转换电路与主控单元连接。时钟提取电路根据解调后的数据来完成提取，这样在后续的解码时可以准确的判断。主控单元采用型号为LPC1768FBD100的ARM芯片，程序编写语言是C语言。信号强度检测采用芯片上的AD0.4模块进行采样，将得到的数值由串口发送给蓝牙芯片（作为蓝牙接收发送电路，其型号为HC-05）。PSK信号处理是将解码后的信号进行CRC校验，校验正确后在经信息由串口发送给蓝牙芯片。蓝牙芯片完成和手持机的连接通讯。

本实施例中，发射电路接收到工作控制电路发送的信号后，晶振提供正弦波，计数器对其分频成256KHz的正弦波，非门增加通流量，三极管用于放大信号，电容和线圈组成256KHz谐振天线，负责把信号发送出去。具体的电路结构如下：

晶振4JT1电源端14（VDD）连接5V电源，晶振4JT1的8端（PO）连接工作控制电路的输出端和计数器的时钟端(CLK)14，计数器的输出端(QD)与非门4ICIE的输入端11、与非门4ICID的输入端9连接，非门4ICIE的输出端10、非门4ICID的输出端8连接并与电阻R1的一端连接，电阻R1的另一端与三极管的基极、电容C1的一端连接，电容C1的另一端接地。三极管的集电极与电容CA11一端、电容CA1一端、电容CA4一端、电容CA3一端、电容CA2一端、电容C*3一端、磁棒线圈的一端连接，电容CA11另一端、电容CA1另一端、电容CA4另一端、电容CA3另一端、电容CA2另一端、电容C*3另一端与磁棒线圈的另一端连接，磁棒线圈的二次侧与12V电源连接。磁棒线圈是用Φ10X140的MX400的磁棒，一次侧绕圈Φ0.44漆包线并引出两根线，二次侧绕8圈Φ0.44漆包线并引出两根线，一次侧和二次侧各抽一条线接在一起做为中间抽头形成的。

本实施例中的接收电路由电容DLC70B201GW301XB和磁棒线圈组成，其中，电容CB4、电阻RO、电容CB3、电容CB2、电容CB5、电容CB1、滑动变阻器C1分别与磁棒线圈T1的一次侧线圈并联，磁棒线圈T1的二次侧线圈一端与数字地GND连接，磁棒线圈T1的二次侧线圈作为接收电路的输出端。磁棒线圈T1是用Φ8X40的MX400的磁棒，一次侧绕24圈Φ0.38漆包线并引出两根线，二次侧绕6圈Φ0.38漆包线并引出两根线。

本实施例中的放大电路由放大器、电阻、电容构成，具体电路连接关系为：电容C01的一端作为放大电路的输入端，与接收电路二次侧线圈的一端连接。电容C01的另一端与放大器A1的正相输入端3连接，放大器的反相输入端2与电阻R1的一端、电阻R2的一端连接，电阻R1的另一端与+12V电源连接。电阻R2的另一端与放大器的输出端6连接。

本实施例中的所述的解调电路包括电阻、电容、异或门、放大器等组成。电容C02、电容C2-2、电容C2-1及滑动变阻器C2彼此并联，该并联电路的一端作为解调电路的输入端与放大器的输出端6连接，该并联电路的另一端与电感L一端、电感L1一端及电容C03一端连接, 电容C03另一端与电阻R5的一端、电阻R9的一端连接, 电阻R5的另一端与非门IC1A的输入端14、电阻R10的一端、电阻R11的一端连接，电阻R9的另一端与二极管V2的正极连接，二极管V2的负极与电容C010一端、电阻R8一端、电阻R12的一端连接，电容C010的另一端、电阻R8的另一端彼此连接并接GND端。电阻R12的另一端连接电阻R13的一端及COTEST端，在通过COTEST 端与LPC1768主控单元连接，电阻R13的另一端接GND。非门IC1A的输出端2与另一个非门IC1D的输入端6、电阻R6的一端、异或门IC3D的输入端12连接，电阻R6的另一端与异或门IC3D的输入端13、电容C06的一端连接，电容C06的另一端接GND。异或门IC3D的输出端11连接电阻R7的一端，电阻R7的另一端连接电容C8的一端，电容C8的另一端与变压器T2的主线圈的5端连接，变压器T2的主线圈的4端连接GND。变压器T2副线圈的1端连接晶振滤波器JT2的一端，变压器T2副线圈的3端连接晶振滤波器JT1的一端，变压器T2副线圈的2端接地。晶振滤波器JT1的另一端、晶振滤波器JT2的另一端相连接后与电容C09的一端连接，电容C09的另一端与放大器A2的正向输入端3连接，放大器A2的反向输入端2与电阻R15的一端、电阻R16的一端连接，电阻R16的另一端与放大器A2的输出端6、电容C012的一端连接，电阻R15的另一端接+12V电源。

电容C012的另一端与电阻R17一端、电阻R18一端、非门IC1C的输入端5连接，电阻R17另一端接5V电源、电阻R18另一端接GND。非门IC1C的输出端6与双路触发器IC2B的11号管脚（CLK）连接，双路触发器IC2B的9号管脚与非门IC1F的输入端13连接，非门IC1F的输出端12与异或门IC3C的输入端10连接，异或门IC3C的输入端9与非门IC1E的输出端10连接，非门IC1E的输入端11与电感W1的一端、电容C015的一端连接，电感W1的另一端与非门IC1D的输出端8连接，电容C015的另一端接GND。异或门IC3C的输出端8与电容C014一端、电阻R19一端连接，电阻R19另一端与电容C016一端、非门IC1B的输入端3连接，非门IC1B的输出端4同时与异或门IC4B的输入端5、输入端6、异或门IC4A的输入端2连接，异或门IC4B的输出端4与异或门IC4A的输入端3连接，异或门IC4A的输出端1与异或门IC4D的输入端12连接，异或门IC4D的输入端11与异或门IC4C的输出端10连接，异或门IC4C的输入端8和输入端9同时与计数器的13号管脚连接，异或门IC4D的输出端13与计数器的11号管脚连接。

本实施例中的便携式点式应答定位器状态检测仪的工作过程如下：

便携式点式应答定位器状态诊断仪通过蓝牙通信的方式与手持机通讯。

便携式点式应答定位器状态诊断仪设计为可充电模式，外接电源和使用电池都能正常工作。当外接电源时，同时给电池充电。电源管理电路可以完成限流，充电保护等功能。出于降低功耗考虑，开关按下后，电源管理电路和主控单元电路有电，后面电源转换电路、放大电路、解调电路、发射电路等都不工作，当收到手持机命令后这些电路才开始工作。这一过程由控制电路完成，控制信号由主控单元提供。发射电路需要5V电和12V电，12V电由5V转12V转换电路完成，12V电是为了提高发射的强度。接收电路用于接收定位器发射的信号，收到的信号经过放大电路放大之后送给整流电路和解调电路。整流电路将交流信号整流成直流电压，再经过采样电路送给主控单元，由主控单元发送给手持机显示，这部分电路是用于测试定位器的发射强度。解调电路包括放大电路时钟同步电路等，解调后得到PSK信号和时钟信号，并送给CPLD解码电路。解码电路将解码后的有用信息传给主控单元，由主控单元进行校验，再发送给手持机显示，这部分电路用于检测定位器报文。

定位器的使用频率是1664KHz，根据谐振原理，定位器的发射频率离1664KHz越近强度越强，反之越弱。根据这个原理，可以通过检测定位器发射的强度来判断定位器指标的偏离程度。如上所述，在接收电路后做了一个整流电路，将接收到的交流信号变成直流电压，再由主控单元采集后将数值发送给手持机。这样就得到了一个可以反应定位器发射强度的数值，将这个数值和标准的定位器发射强度数值做比较，就可以得出定位器的指标的偏离程度了。本实施例在硬件电路上实现了检测定位器指标的功能，同时能够实时显示，快速的检测定位器的指标的偏离程度，解决了一直以来困扰定位器检测、维护不便的问题。

由图5可知，横坐标为频率，单位为Hz，纵坐标为强度，单位为V。定位器的设计频率为1664 KHz，所以定位器的频率越接近1664KHz时定位器的发射强度越强，换算后得到的电压值越高。

以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (2)

1.一种便携式点式应答定位器状态检测仪，包括壳体及设置在壳体内的电源、电源管理电路、电源开关电路、电源转换电路、工作控制电路、发射电路、接收电路、放大电路、整流电路、采集电路、主控单元、时钟提取电路及解码电路，电源依次与电源管理电路、电源开关电路、电源转换电路、工作控制电路连接，工作控制电路的一个输出端与发射电路，工作控制电路的另一个输出端与接收电路连接，接收电路在依次与放大电路、整流电路、采集电路及主控单元连接，其特征在于，还包括解调电路，所述的解调电路的输入端与放大电路输出端连接，解调电路的输出端与时钟提取电路的输入端连接，时钟提取电路的输出端、解调电路的输出端分别与主控单元连接。

2.如权利要求1所述的便携式点式应答定位器状态检测仪，其特征在于，所述的解调电路如下，第一电容（C02）、第二电容（C2-22）、第三电容（C2-1）及第一滑动变阻器（C2）彼此并联，该并联电路的一端与第一放大器的输出端（6）连接，该并联电路的另一端与电感（L1）一端及第四电容（C03）一端连接, 第四电容（C03）另一端与第一电阻（R5）的一端、第二电阻（R9）的一端连接, 第一电阻（R5）的另一端与第一非门（IC1A）的输入端（14）、第三电阻（R10）的一端、第四电阻（R11）的一端连接，第二电阻（R9）的另一端与二极管（V2）的正极连接，二极管（V2）的负极与第五电容（C010）一端、第五电阻（R8）一端、第六电阻（R12）的一端连接，第五电容（C010）的另一端、第五电阻（R8）的另一端彼此连接并接GND端，第六电阻（R12）的另一端连接第七电阻（R13）的一端，第七电阻（R13）的另一端接GND；第一非门（IC1A）的输出端（2）与第二非门（IC1D）的输入端（6）、第八电阻（R6）的一端、第一异或门（IC3D）的输入端（12）连接，第八电阻（R6）的另一端与第一异或门（IC3D）的输入端（13）、第六电容（C06）的一端连接，第六电容（C06）的另一端接GND；第一异或门（IC3D）的输出端（11）连接第九电阻（R7）的一端，第九电阻（R7）的另一端连接第七电容（C8）的一端，第七电容（C8）的另一端与第二变压器（T2）的主线圈的第五端（5）连接，第二变压器（T2）的主线圈的第四端（4）连接GND；第二变压器（T2）副线圈的第一端（1）连接第二晶振滤波器（JT2）的一端，第二变压器（T2）副线圈的第三端（3）连接第一晶振滤波器（JT1）的一端，第一晶振滤波器（JT1）的另一端、第二晶振滤波器（JT2）的另一端相连接后与第八电容（C09）的一端连接，第八电容（C09）的另一端与第二放大器的正向输入端（3）连接，第二放大器的反向输入端（2）与第十电阻（R15）的一端、第十一电阻（R16）的一端连接，第十一电阻（R16）的另一端与第二放大器的输出端（6）、第九电容（C012）的一端连接，第十电阻（R15）的另一端接+12V电源；

第九电容（C012）的另一端与第十二电阻（R1）一端、第十三电阻（R18）一端、第三非门（IC3C）的输入端（5）连接，第十四电阻（R17）另一端接5V电源、第十三电阻（R18）另一端接GND；第三非门（IC3C）的输出端（6）与双路触发器（IC2B）的时钟端连接，双路触发器（IC2B）的输出端与第四非门（IC1F）的输入端（13）连接，第四非门（IC1F）的输出端（12）与第二异或门（IC3C）的输入端（10）连接，第二异或门（IC3C）的输入端（9）与第五非门（IC1E）的输出端（10）连接，第五非门（IC1E）的输入端（11）与第二电感（W1）的一端、第十电容（C015）的一端连接，第二电感（W1）的另一端与第二非门（IC1D）的输出端（8）连接，第十电容（C015）的另一端接GND；第二异或门（IC3C）的输出端（8）与第十一电容（C014）一端、第十五电阻（R19）一端连接，第十五电阻（R19）另一端与第十二电容（C016）一端、第五非门（IC1B）的输入端（3）连接，第五非门（IC1B）的输出端（4）同时与第三异或门（IC4B）的一个输入端（5）、另一个输入端（6）、第四异或门（IC4A）的输入端（2）连接，第三异或门（IC4B）的输出端（4）与第四异或门（IC4A）的输入端（3）连接，第四异或门（IC4A）的输出端（1）与第五异或门（IC4D）的输入端（12）连接，第五异或门（IC4D）的输入端（11）与第六异或门（IC4D）的输出端（10）连接，第六异或门（IC4D）的两个输入端（8和9）同时与计数器的（13）号管脚连接，第五异或门（IC4D）的输出端（13）与计数器的（11）号管脚连接。

Images