JPS59165551A - 信号処理装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、複数種類の入力信号を種類別に選別し、か
つ、その選別結果の正否を照査した後に並列１（出力す
るようにした信号処理装置に関するものである。

自動列車制御（以下、ＡＴＣという。）装置においては
、複数段階の指示速度ａ、、ａ２・・・ａｎにそれぞれ
対応させた所定周波数ｆａ、　、　ｆａ２・・・ｆａｎ
を有する複数種類の信号（ＡＴＣ信号）を地上側から車
上側に送っており、一般には、一定周波数の搬送波を制
御条件に応じて上記ＡＴＣ信号で振幅変調して送信して
いる。

車」二側装置は受信した信号を雑音除去、増幅、検波し
て、Ａ’Ｔ’Ｃの指示速度に対応した周波数のＡＴ’Ｏ
信号に復調した後、各人ＴＣ信号を周波数に基いて種類
別に選別して、そのときの指示速度を判定し、所要の制
御動作をしている。

ところで、従来の選別回路ｔｄ　、各Ａ’ｆ”Ｃ信号の
周波数を中心周波数とする帯域フィルりと、このフィル
タの出力信号を増幅する増幅器と、その増幅器の出力レ
ベルを検知するレベル検知回路と、時素回路、リレー駆
動回路とから構成されているため、Ａ’Ｔ’０の指示速
度の種類と同数の選別回路が必要であり、従って装置が
高価になるという第１の欠点と、Ａ’ｆ’Ｃ信号の周波
数は最大１００Ｔ（ｚ程度と低いため判定に長時間を要
する為に、時分割処理に不適という第２の欠点かあつ　
ン１ヒニ。

この出願人（ｒｉ先の特許出願（特願昭５７−７４４１
９６号）の明細書において、人力信号を時分割し、各時
間区分において各入力信号の所定周波数に基いて種類毎
に選別して訛列に出力する屯−の選別回路を備えるとと
もに、その選別回路の人力信号と出力信号を用いて前記
選別回路の出力信号の正否を照査する回路を設けること
により、」二記第１の欠点を排除する技術思想と、入力
信号の低い周波数を逓倍して高い周波数とした後、選別
処理することにより、上記第２の欠点を排除する技術思
想とを紹介した。

人力信号の周波数を逓倍して選別処理する場合の選別回
路及び照査回路は種々の構成とすることができることが
後日判明したが、上記先願明細占にはその一例しか開示
きれていない。従って、この発明は人力信号の周波数を
多重選別処理して並列に出力するとともに入力信号と選
別回路の出力信号を用いて照査回路により前記選別回路
の出力信号の正否を照査し、正しい旨の照査出力信号が
出力したとき前記選別回路の出ＪＪ信号の１！終出力を
許容するようにした信号処理装置において、前記照査回
路をより簡屯な構成とすることができるように改善した
信号処理装置を提供することを目的とする。

次に、この発明をＡＴＯ装置の車」−装置に適用した場
合の一実施例について、図面に基いて説明する。

ｌＯはＡＴＣ装置等において用いられる既知の受信回路
であり、アンテナ１１と、帯域フィルタ１２と、交流増
幅器１３と、検波器１４とから構成されている。アンテ
ナ１１は地上側から送らね−る信号を車上側で受信する
もので、ＡＴＣで用いる０種の指示速度ａ、　、　ａ、
、・・ａｎのそれぞれに応じた周波数ｆａ、　、　（ａ
２・・「ａｎの矩形波信号により振幅変調された一定周
波数の搬送波が入力する。帯域フィルタ１２はアンテナ
１１で受信した信号のうち、前記搬送波のみを通過させ
、検波器１４は増幅器１３の出力信号の包絡線を検波す
るから、検波ｉ１４からは指示速度ａ、　、　ａ、。

・・・ａｎのそれぞれに対応した周波数１’ａ、　、＋
　ｆａ２・・・ｆａｎのＡ’ｒＣ信号Ａが出力される。

なお、アンテナ１１には例えば周波数ｆａ、とｆａ２の
ＡＴＣ信号で別々に変調された２種類の搬送波が人力す
る場合があり、この場合は、両搬送波が帯域フィルタ１
２をｊ重過するから、検波器１４からは周波数ｆａ、の
信号と、ｆａ２の信号の重畳信号が出力される。

受信回路１０の出力信号Ａは２路に分岐され、一方は第
１の周波数逓倍回路２０（以下、第１逓倍回路という。

）を経て選別回路３０に入力され、他方はこの発明によ
る新規な構成を有する照査回路５０に入力される。

第１逓倍回路２０は入力周波数すなわち受信回路ｌＯの
出力信号Ａの周波数を逓倍（Ｍ倍）して出力する回路で
あり、例えば、人力信号Ａをディジタル信号に変換して
ランダムアクセスメモリに書込み、この書込んだデータ
を書込み周波数のＭ倍の周波数で読出し、この読出した
ディジタル信号をアナログ信号に変換したのち、又（は
ディジタル信号のまま出力Ｂする回路を用いることがで
きる。

第１逓倍回路２０から出力される信号Ｂの周波数は人力
信号Ａの周波数に対応しているから、入力信号へが２種
以上の多周波重畳信号であると、逓倍回路からの出力信
号も各信号の周波数をＭ倍した多周波重畳信号となる。

第１逓倍回路２０からの出力信号Ｂをアナログ信号とデ
ィジタル信号のいずれにするかＶ」、後段の選別回路３
０が人力信号Ｂをアナログ処理する構成のものか、又は
ディジタル処理をする構成のものかによって決められる
。

選別回路３０は第１逓倍回路により逓倍された信号を時
分割多重処理てより周波数選別をし、信号の種類毎に分
けて並列に出力する回路である。このような時分割多重
処理を行なう選別回路！ｄ、ｍｌ案として、スインチド
・キャパンタ・フィルタを用いる多重化構成とすること
ができ、第２案としてディジタル−フィルタを用いる多
重化構成とすることができる。そのいずれも、最少の回
路を多重化使用することにより、装置の小形化及び低廉
化の１」的の速成を可能にする。

第２図は上記第１案に基づく選別回路３０Ａの具体的構
成の一例を示すものであり、この選別回路は可変フィル
タ３１とフィルタの出力信号のレベルを検知する交流レ
ベル検知器３２と、このレベル検知器の出力信号を整流
し平滑する整流器３３と、その整流器の出力信号を指示
速度ａＩ　ｒ　Ｃ２・・ａｎに対応式せて分け、並列に
出力する選択回路３４と、及び可変フィルタ３１と選択
回路３４を同期して制・牌する制御信号０．　、　Ｃ２
・・・Ｃ，を与える制御回路３５とを備えている。この
場合の選別回路は入力信号をアナログ処理するから、逓
倍回路にはアナログ信号Ｂを出力させる。制御回路３５
は刻時パルスを発生する回路で構成されている。

可変フィルタ３１は制御回路３５から人力する制御信号
Ｃ，、Ｃ２・・・Ｃｎにより制御されて通過周波数をＭ
−１３５２Ｍ−ｆａ２・・・Ｍ−ｆａｏに順次一定の周
期で変更し、かつ、これを繰返すことにより、第１逓倍
回路２０からの入力信号Ｂをその周波数別（信号の種類
別）の時分割信号に変換する。

すなわち、可変フィルタ３１は人力信号Ｂが例えば周波
数Ｍ＋＋ｆａ、であると、制御信号Ｃ１が入力するたび
に一定時間、周波数Ｍ−ｆａ、の信号を通過させる。ま
た、信号Ｂが例えば周波数Ｍｍｆａ。

とＭ−ｆａ２の重畳信号であると、制御信号Ｃ７が入力
するたびに周波数Ｍ−ｆａ、の信号を通過させ制御信号
Ｃ２が入力するたびに周波数Ｍ−ｆａ２の信号を通過さ
せる。

整流器３３の出力信号りは、可変フィルタ３１の出力に
交流信号が得られているときに、高ノベルの論理値丁゛
になる。

選択回路３４ば、指示速度ａ１＋　２２・・・ａｎにそ
れぞれ対応したｎ対の２人カアンドゲートとラッチ回路
で構成されており、各アンドゲートには一方の入力端子
に整流器の出力信号りが共通に人力され他方の入力端子
に制御回路３５からの制御信号Ｃ，、Ｃ２・・・Ｃｎが
各別に入力されるようになっている。また、各ラッチ回
路は、前段のアンドゲートの出Ｊｌ信号がデータ端子に
それぞれ入力し、かつ、制御信号Ｃ，、Ｃ２・・・Ｃｏ
　がクーツク端子にそれぞれ入力する構成になっており
、制御信号が入力するたびに記憶内容を更新する。

こうして選択回路３４は、整流器３３からの信号りを、
制御信号ａ、’　、　ａ、、・・−Ｃｏのうちの一つが
入力したアンドゲートを通過させ、かつ、そのアンドゲ
ートの後段のラッチ回路でラッチすることにより、時分
割信号りを信号の種類ごとに分けて並列に出力する。信
号りが多周波重畳信号であるときは、複数のラッチ回路
に論理値“１′が記憶される。そして、各ラッチ回路に
記憶した論理値゛′１”の信号は、受信した指示速度を
意味する信号Ｅ、　、　Ｅ、・・・Ｅｎとして、次段の
下位優先回路４０に入力される。

第３図は−４−記憶２案に基づく選別回路３０Ｂの具体
的構成の一例を示す。この選別回路３０Ｂはディジタル
・フィルタ３６と、クロックパルス発生回路３７と、指
示速度の種類と同数組の、ディジタル・アナログ・コン
バータ、及び検波回路３８．　、３９．．３８．、．３
９□、・・３８ｎ　、　３９ｎとからなっている。この
場合の選別回路３０Ｂは入力信号をディフタル処理する
ものであるから、前記第１逓倍回路２０にはディジタル
信号を出力させる。

ディジタル・フィルタ３６は第１逓倍回路２０からのデ
ィジタル入力信号Ｂをランダム・アクセス・メモリに一
時記憶するとともに、クロックパルス発生回路３７から
の同期信号に基いてそのランダム響アクセス・メモリか
ら入力データを、そして、リード−オンリー・メモリか
らフィルタ係数をそれぞれ順次読出して乗算器で演算し
、その結果を累積器に累積１−で、累積器からの出力信
号を指示Ｍｒ￥　ａ、　＋　ａ、・・・ａｎの種類と同
数の２人力アンドゲートの一方の入力端子に共通に人力
するとともに、他方の入力端子にクロックパルス発生回
路３７からの刻時パルスをゲート信号として順次入力す
る構成とされている。リード・オンリー・メモリに書込
まれたフィルタ係数とクロック周波数によりフィルタ特
性が決定され、刻時パルスが入力するたびにフィルタ係
数が一定の周期で順次変更きれ、かつこれを反覆するこ
とにより、第１逓倍回路２０からのディジタル入力信号
Ｂを、その周波数別（信号の種類別）に選別する。そし
て、前記各アンドゲートに刻時パルスが順次入力するこ
とにより、アンドゲートから各フィルタ係数に対応した
出力信号が出される。すなわち、ディジタル・フィルタ
３６は第１逓倍回路２０からの人力信号Ｂを指示速度ａ
、　、　ａ２・・・ａｎのそれぞれに対応するフィルタ
係数に基いて時分割的に周波数選別処理して、それぞれ
順次出力信号り、　、　Ｄ２・・−Ｄｎを並列に出力す
る。

ディジタル・フィルタ３６からの並列出力は、各組のデ
ィジタル・アナログΦコンバータ３８及び検波回路３９
によりＡ、ＴＯ倍信号種類ごとに、アナログ信号に変換
されるとともに、レベル判定整流平滑をされて、受信し
た指示速度を意味する信号ＥＩ＋　Ｅ２・・・Ｅｙｌと
して、次段の下位優先回路４０に入力される。

下位優先回路４０は、この発明をＡＴＣ装置の車上装置
に適用する場合に付加された既知の回路であり、選別回
路３０からの入力信号Ｅ、　、　Ｅ２・・・Ｅｎのうち
、下位の指示速度に対応する一つの信号を優先して出力
することにより、ＡＴＣの保安性を確ｆ呈するだめのも
のである。このような下位優先回路は、例えば、上位の
指示速度に対応する信号を、下位の指示速度に対応する
信号で禁止するように接続されたｎ　−］個の禁止ゲー
トで構成することができる。この発明の基本思想を実現
するためには下位優先回路４０は必ず要するものではな
い。

続いて、前記受信回路１０の出力信号Ａが入力されるも
う一つの回路である照査回路５０について説明する。こ
の照査回路５０は受信回路１０の出力信号への周波数を
逓倍して出力し、かつ、前記下位優先回路４０の出力条
件によって逓倍数を切換えられる周波数逓倍回路５１（
以下、第２逓倍回路という）と、第２逓倍回路の出力信
号のうち所定周波数の信号を通過させる帯域フィルタ５
２と、このフィルタの出力レベルを検知するレベル検知
器及びこのレベル検知器の出力信号を整流し、平滑する
整流器を備えた検出回路５３とからなっている。

第２逓倍回路５１の逓倍数Ｎ　ｌｄ前記下位優先回路４
０からの出力条件によって切換えられ、各出力条件に対
応する受信回路ｌＯからの入力信号Ａの周波数をその逓
倍数で逓倍して得られる出力周波数が、帯域フィルタ５
２の中心周波数ｆ。と等しくなるように設定されている
。すなわち、例えば、受信回路１０からの入力周波数ｆ
ａ、で、選別回路３０及び下位優先回路４０が正常に動
作して第１チヤネルの出力信号Ｅ１を出力したときは、
第２逓倍回路５１の逓倍数ＮはｆＯ／ｆａ１になり、ま
た、入力周波数がｆａ、で、下位優先回路４０が第２チ
ヤネルの出力信号Ｅ２を出力したときは、逓倍数Ｎはｆ
Ｏ／ｆａ２となり、入力周波数ｆｎに対応して第ｎチャ
ネルの出力条件Ｅｎが入力したときは逓倍数ＮはｆＯ／
ｆａｎとなる。

こうして、第１逓倍回路２０、選別回路３゜及び下位優
先回路４０が正常である場合は、第２逓倍回路５１の出
力信号が帯域フィルタ５２を通過するので、照査回路５
０の出力信号Ｆは高レベルの論理値ｌｌｌ１１となる。

しかし、第１逓倍回路２０、選別回路３０又は下位優先
回路４０が故１章して、例えば受信回路１０の出力信号
への周波数がｆａ、であるのに、第２チヤネルから出力
Ｅ２シたときは、第２逓倍回路５１の逓倍数ＮがｆＯ／
「Ｇ２となり、その出力周波数ばｆａ、　／　ｆａ２ａ
ｆｏとなるため、第２逓倍回路の出力信号は帯域フィル
タ５２の通過を測面される。従って、照査回路５０の出
力信号Ｅは論理値＋１０１＋となる。

前記下位優先回路４０の出力信号Ｅｌ　＋　Ｅ２・・・
Ｅｎと照査回路５０の出力信号Ｆはフェイル・セーフゲ
ート回路６０に人力される。フェイル・セーフゲート回
路６０は指示速度ａ、　、　Ｇ２・・・ａｎに各各対応
するｎ個の２人カフエイル・セーフアンドゲートで構成
きれ、各アンドゲートの一方の入力端子には下位優先回
路からの信号Ｅｌ　＋　Ｅ２・・・Ｅｎが各別に人力１
−１他方の入力端子には照査回路５０の出力信号Ｆが共
通に入力するようになっており、照査回路の出力Ｆが論
理値“１゛のとき、すなわち、選別回路の出力信号が受
信回路の出力信号と内容的に対応することが確認式れた
ときに、各ゲートが開放されて下位優先回路４０で選択
された一つの信号が最終出力信号Ｇ、。

Ｇ２・・・Ｇｎとして出力式れる。

フェイル・セーフゲ−１・回路６０の出力信号Ｇ、　、
　Ｇ２・・・Ｇｎは、」−記実施例では、ＡＴＣにおけ
る指示速度ａ、　、　ａ、、・・・ａｎを意味するから
、既知の装置により、列車速度制御条件（出力信号のい
ずれかが出力されているとき）や、非常ブレーキ動作条
件（いずれの出力信号も出力されていないとき）に用い
られ、また、照査回路５０の出力信号Ｆが論理値パ０°
°のときは、第１逓倍回路２０、選別回路３０、下位優
先回路４０、照査回路５０のいずれかが故障しているこ
とを意味するから、照査回路の出力信号Ｆは故障検知に
用いることができ、また、非常ブレーキ条件として用い
ることもできる。

上述のように、この発明による信号処理装置は、入力信
号の周波数を第１逓倍回路で逓倍した後、多重化構成の
選別回路で時分割選別処理して信号の種類別に並列に出
力するようにしたから、装置の小形化・低廉化が可能に
なった。

また、人力信号と選別回路の出力信号を用いて照査回路
により前記選別回路の出力信号の正否を照査し、正しい
旨の照査出力信号により前記選別回路の出力信号の最終
出力を許容するようにしたから、選別回路をスイッチド
・キャパシタ・フィルタ又はディジタル・フィルタによ
る多重処理構成としても、信頼性を確保することができ
る。

そして、照査回路は、逓倍数が前記選別回路の出力条件
によって切換えられ、かつ、前記出力条件に対応する入
力信号の周波数をその逓倍数で逓倍して得られる出力周
波数が、次段の帯域フィルタの中心周波数と等しくなる
ように前記逓倍数を設定した第２逓倍回路と、前記帯域
フィルタと、そのフィルタの出力レベルが所定値以上の
ときにこれを検知して出力する検出回路とから構成され
ているので、照査回路を簡ｍな構成とすることができる
。

上記の利点を要約すると、この発明によれば、入力信号
の選別及び並列出力が迅速かつ高信頼性をもって行なわ
れる、小形低順で、なおかつ、照査回路の構成が簡ｍな
信号処理装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例の回路構成を示すブロック
図、第２図は選別回路の一具体例を示すブロック図、第
３図は選別回路の他の具体例を示すブロック図である。 １０・・・受信回路 ２０・・・第１逓倍回路 ３０・・・選別回路 ４０・・・下位優先回路 ５０・・・照査回路 ５１・・・第２逓倍回路 ５２・・・帯域フィルタ ５３・・・検出回路 ６０・・・フェイル・セーフゲート回路特許出願人　　
日本信号株式会社

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 検波・復調された入力信号を選別回路にて周波数選別処
   理して信号の種類毎に分けて並列に出力するとともに、
   前記入力信号と前記選別回路の出力信号を用いて照査回
   路にて前記選別回路の出力信号の正否を照査し、正しい
   ときに照査回路の出力する信号により前記選別回路の最
   終出力を許容する信号処理装置において、（イ）　前記
   入力信号の周波数を逓倍して前記選別回路に出力する第
   １の周波数逓倍回路を備えるとともに、 （ロ）　前記選別回路を、スイッチド・キャパシタ・フ
   ィルタを用いる時分割的な多重化構成又は、ディジタル
   ・フィルタを用いる並列処理的な多重化構成とし、 （ホ）　前記照査回路は前記選別回路の出力条件により
   逓倍数を切換えられ、かつ、その逓倍数でそのときの前
   記出力条件に対応する前記入力信号の周波数を逓倍した
   ときに、次段の帯域フィルタの中心周波数と等しい出力
   周波数を出力する第２の周波数逓倍回路と、前記帯域フ
   ィルタと、このフィルタの出力レベルが所定値具−トの
   ときこれを検知して出力する検出回路を備えていること を特徴とする信号処理装置。