JPH06156280A - 位相検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 信号位相によって誤判断を起こさない位相検
出装置を得る。 【構成】 送電端装置１からレール３を介して伝送され
た位相差９０度の基準位相信号を受電端装置２で受信し
発生し、処理部２１で一方の基準位相信号と受信信号の
相関が５０に近く，他方の基準位相信号と受信信号の相
関が０または１００に近いときに２種類の基準位相信号
のうちいずれかの基準位相信号と受信信号の位相差が９
０度に近い値であることを判定する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、鉄道のレール上におけ
る着目する閉塞区間内における列車の在線有無を検出す
るための位相検出装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来から、列車制御あるいは信号制御を
行うため、レールを所定の閉塞区間に区切り、その閉塞
区間毎に列車が在線するか否かの検出が行われている。
これは商用電源周波数に同期した信号を送電端からレー
ルに供給し、その信号を受電端において受信し、その信
号を商用電源の位相と比較するものである。

【０００３】このように構成しておくと、閉塞区間内に
列車が入ってきた場合、列車の車軸でレールが短絡さ
れ、受信信号の位相が大きく変化する。この位相変化を
検出して閉塞区間内に列車が入ってきたことを検出して
いる。

【０００４】基本的にはこの構成で良いが、レールに商
用電源を流した場合、周囲で使用されている商用電源か
らの誘導を受け、誤動作等の不都合が生ずる。このた
め、周囲の商用電源の影響を受けないように送電端から
レールに供給する信号の周波数は商用電源を分周して、
周囲で使用される商用電源の周波数とは異なる周波数に
している。そして、受電側では受信信号を倍周して商用
電源周波数に戻したうえで位相比較を行い、位相のずれ
を検出している。

【０００５】また、位相のずれを検出するのに閉塞区間
内に列車がいないとき、図４に示すように、(a)の受信
信号と(b)の基準信号の位相が９０度となるように調整
し、その両信号を軌道リレーの信号巻線と、局部巻線の
それぞれに供給し、そのリレーは両信号の位相差が９０
度のときベーンに最大の動作トルクが発生するようにし
ている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながらこのよう
な従来の装置は受電側に倍周器を設ける必要があるので
装置が大形化するという課題があった。また、レールに
誘導した高周波成分によって軌道リレーが頻繁に小刻み
な動きをし、これによって軌道リレーの寿命が短くなる
という課題もあった。

【０００７】このような課題を解決するにはリレーのよ
うな機械的動作を伴うもので位相検出を行わず、本願の
出願人が特願昭６２ー２９３９１号において提案してい
るように電子化して、受信信号と基準位相信号との相関
をとることが考えられる。

【０００８】これは図５(a)に示受信信号と図５(b)に示
す基準位相信号の２つを比較し、図５(c)に示すように
両者のレベルが一致していれば０、異なれば１と判定
し、一定サンプル個数ｎにおける０と１の数を数え、０
の数とｎとの比を求めて相関値とするものである。そし
て、相関値が５０のときリレーを動作させるようにし、
そのリレーは直流で動作するようにしている。

【０００９】この関係を図にすると図６のようになる。
この図からわかるように位相差９０度は相関値５０とな
る。つまり、相関値５０であれば前方軌道に列車がい
て、相関値が０または１００であれば、前方にも列車が
いないことになる。

【００１０】ところが、図７のように一方の信号が得ら
れない場合、または図８に示す様に一方に偶数倍の信号
が誘導された場合、それらはいずれも相関値が５０にな
る部分があるので、位相差が９０度でないにもかかわら
ず軌道リレーが動作してしまう。

【００１１】

【課題を解決するための手段】このような課題を解決す
るために本発明は、商用電源を分周して相互に９０度の
位相差を有する２種類の基準位相信号を発生する基準位
相信号発生器と、一方の基準位相信号と受信信号の相関
が５０に近く、他方の基準位相信号と受信信号の相関が
０または１００に近いときに２種類の基準位相信号のう
ちいずれかの基準位相信号と受信信号の位相差が９０度
に近い値であることを判定する位相判定回路とを備えた
ものである。

【００１２】

【作用】相関値が５０であっても位相差が９０度の信号
のみが検出される。

【００１３】

【実施例】図１は本発明の一実施例を示す構成図であ
る。図１で１は送電端側装置、２は受電側装置、３はレ
ールであり、記号Ａは閉塞区間を示している。ただし、
実線で示したものがここで説明する一つの閉塞区間で使
用する要素であり、点線で示す部分は隣接する閉塞区間
のための要素である。

【００１４】送電端装置１は商用電源の周波数成分だけ
を出力するバンドパスフィルタ（ＢＰＦ）１０、商用電
源周波数を分周することで例えば２５Ｈｚの送信信号を
発生する処理部１１、増幅器１２、抵抗１３、コンデン
サ１４、送信信号をレール３に供給しかつ隣接する閉塞
区間とのアイソレーションを確保するインピーダンスボ
ンド１５から構成されている。

【００１５】受電端装置２はインピーダンスボンド２
５、コンデンサ２４、抵抗２３、アッテネータ２２、処
理部２１、バンドパスフィル２０、軌道リレー２６から
構成されている。受電端装置２の処理部２１は商用電源
の周波数を分周して受信信号の位相と比較し、その比較
結果によって軌道リレー２６を動作させるようになって
いる。なお、処理部１１、２１は必要な機能だけしか説
明していないが、双方とも同じ機能を有している。

【００１６】図２は処理部２１の内部構成を示すブロッ
ク図であり、２１a,２１b,２１cは商用電源の信号を反
転させるインバータ、２１d,２１eは商用電源を半分の
周波数に分周する分周器であり、分周器２１dは第１の
基準位相信号を発生し、分周器２１eは第２の基準位相
信号を発生するようになっている。

【００１７】第１または第２の基準位相信号のいずれか
一方は、レールが短絡されていないとき、すなわち閉塞
区間に列車が在線していないとき、受信信号との位相差
が９０度となるように設定されている。

【００１８】２１fは第１の基準位相信号と受信信号と
の位相差によって相関を取る第１の相関器、２１gは第
２の基準位相信号と受信信号との位相差によって相関を
取る第２の相関器、２１hは相関器２１f,２１gの出力信
号に基づいて入力信号と基準位相信号が見かけだけでな
く実際に９０度あるいは０度であるか否かを判定する位
相判定回路、２１iは受信信号のレベルがあることを条
件として位相判定回路２１hの出力信号と第１および第
２の相関器の出力信号から列車が閉塞区間に在線してい
るか否かを判定する列車判定回路である。

【００１９】このように構成された装置において、相関
器２１fと入力信号は図３(a)に示す相関を示し、相関器
２１gと入力信号は図３(b)に示す相関を示す。ここで、
分周器２１d,２１eは１８０度位相の異なる信号を分周
しているので、それぞれの分周器の出力信号は９０度の
位相差となっている。

【００２０】受信信号と基準位相信号が９０度というこ
とは図４の関係が成り立つということである。ところ
で、前述したように基準位相信号の一方は受信信号と９
０度の位相差を有するように設定されているので、第１
及び第２の基準位相信号に９０度の位相差を持たせるこ
とは図４からわかるように、正常の場合、すなわち閉塞
区間に列車が在線しない場合、一方の基準位相信号は受
信信号との相関が５０であるが、他方の基準位相信号と
受信信号の相関は０あるいは１００であるということに
なる。

【００２１】すなわち、一方の基準位相信号と受信信号
との相関が０または１００で、他方の基準位相信号と受
信信号との相関が５０の両方の条件の成立するとき、基
準位相信号と受信信号の位相差が９０度で、かつ相関が
５０である状態を正確に検出した状態であることにな
る。

【００２２】そして、それ以外の場合は例え相関が５０
であっても、基準位相信号と受信信号との位相差が９０
度ではないことになる。したがって図７のように一方の
信号が無い場合および、図８のように一方の信号が基準
位相信号の偶数倍の周波数の場合にも誤った判断をする
ことがない。

【００２３】相関器２１fは相関値５０を含む図３(a)の
記号「イ」で示す所定の範囲に対応する出力Ｂと、それ
以外の範囲に対応する出力ＡまたはＣの信号を発生す
る。出力Ｂは受信信号と基準位相信号との間に相関が有
り、出力ＡまたはＣの信号は受信信号と基準位相信号と
の相関がないことを現すものである。したがって、出力
Ｂと出力Ａとの区別および出力Ｂと出力Ｃとの区別が可
能であれば良いわけで、このことから出力Ａと出力Ｃは
同じレベルであり、出力Ｂはこれとは異なるレベルが出
力されるようになっている。

【００２４】相関器２１gも同様であり、出力Ｄと出力
Ｆは同じレベルであり、出力Ｅはこれとは異なるレベル
が出力されるようになっている。そしてこれらＡからＦ
の出力信号に基づいて位相判定回路２１gは、受信信号
と基準位相信号とが第１表に示す関係にあることを判定
する。

【００２５】

【００２６】これによって相関が５０で、かつ受信信号
と基準位相信号との位相差が９０度であることを正確に
検出することが可能になる。このようにして相関と位相
の関係が確定するが、さらに安全を期するため位相とレ
ベルの関係を列車判定回路２１iでチェックする。これ
は受信信号と基準位相信号の位相差が０度の場合と９０
度の場合、受信信号の有無に対しての組み合わせで、第
２表のような判断を行う。

【００２７】

【００２８】従って、位相差が９０度で受信信号のレベ
ルが有る場合だけ、列車がいると正確に判定することが
できる。

【００２９】

【発明の効果】以上説明したように本発明は受信端装置
において９０度の位相差を有する２種類の基準位相信号
を発生させ、その一方の信号はレールが短絡されていな
いとき受信信号と９０度の位相差を有するように設定し
ているので、位相差の検出を電子化した場合に従来発生
していた、一方の信号が無い場合にも９０度の位相差が
あると誤判断することがなくなるので、電子化によって
小形化を達成できるという効果を有する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示すブロック図

【図２】図１に示す装置の内部構成を示すブロック図

【図３】図２における相関器の動作を示すグラフ

【図４】受信信号と基準位相信号の関係を示す図

【図５】受信信号と基準位相信号の相関を示す図

【図６】受信信号と基準位相信号の位相差に対する相関
値の関係を示す図

【図７】受信信号が異常な状態を示す図

【図８】受信信号が異常な状態を示す図

【符号の説明】

１ 送電端装置 ２ 受電端装置 ３ レール １０，２０ ＢＰＦ １１，２１ 処理部 １３，２３ 抵抗 １４，２４ コンデンサ １５，２５ インピーダンスボンド ２６ 軌道リレー

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 レールを介して送られる商用電源を分周
   した信号の受電端における受信信号の位相と商用電源か
   ら得られる基準位相信号との位相差が９０度であるか否
   かを検出する位相検出装置において、 商用電源を分周して相互に９０度の位相差を有する２種
   類の基準位相信号を発生する基準位相信号発生器と、 一方の基準位相信号と受信信号の相関が５０に近く、他
   方の基準位相信号と受信信号の相関が０または１００に
   近いときに２種類の基準位相信号のうちいずれかの基準
   位相信号と受信信号の位相差が９０度に近い値であるこ
   とを判定する位相判定回路とを備えたことを特徴とする
   位相検出回路。