KR19990010927A - 자동이득제어장치를 이용한 궤도회로 수신기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 자동이득제어장치를 이용한 궤도회로 수신기에 관한 것으로, 종래의 기술에서 있어서는 입력 신호의 레벨이 변화할 때, 열차 검지 주파수의 레벨도 역시 변화를 하게 되고, 변압기의 1차측과 2차측의 권수비를 조정하여 일정한 입력을 받아들이게 하는 방법을 취하고 있지만, 이 방법은 각각의 궤도회로에서 변압기의 권수비를 항상 수정해야 하는 문제점이 있었다.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 창안한 것으로, 자동 이득 제어 장치(AGC)를 이용하여 수신되는 신호의 레벨을 일정하게 유지하고, 신호 수신을 양호하게 함으로써, 입력신호 레벨의 갑작스러운 변화에 의한 주파수 레벨의 변화없이 이득 제어 회로 뒷단에 연결된 회로에서 큰 동작 범위를 요구하지 않으며, 궤도회로 수신기의 신뢰성을 높이고, 입력 변압기의 권수비를 각 궤도회로마다 조정하지 않고 입력신호를 받아들 수 있는 효과가 있다.

Description

자동이득제어장치를 이용한 궤도회로 수신기

본 발명은 자동이득제어장치를 이용한 궤도회로 수신기에 관한 것으로, 레일상에 전송되는 신호를 수신하는 수신기에 있어서 수신되는 이득을 자동으로 조정하여 항상 일정하게 신호를 수신하도록 하는 자동이득제어장치를 이용한 궤도회로 수신기에 관한 것이다.

전기적 신호를 사용하는 레일에서의 통신은 직류, 부호화 직류나 교류를 사용하여 이루어져 왔다. 그런 신호를 디코딩하거나 검지하는 수신기는 기관차, 운송차량 또는 노변 등, 레일 신호와 인터페이스를 요구하는 어떠한 곳이던지 위치할 것이다. 정상상태 직류는 단 한부분의 정보를 전송하게 되어 있다.

부호화 직류 또는 교류는 많은 특정 통신에 응용되는데 일반적으로 수 km이상의 긴 거리의 통신이 요구된다. 레일 전송선로에서 높은 가변 손실은 매우 낮은 주파수 신호를 필요로 한다.

신호의 검지손실이 궤도가 점유되었거나 레일이 파손되었는가를 나타내는 궤도회로에서 궤도수신기를 사용하는것은 때로 상당히 바람직하다.

레일간의 임피던스에서 가변 손실이나 전송 손실이 Ballast 조건에 의해 발생되기 때문에, 대개 1이하의 상당히 낮은 임피던스의 수신장치를 사용할 필요가 있다. 안전 고려를 위하여 검지가 모호하지 않게 하는 것이 필수적이다. 그러므로 어떤 장치의 요소의 고장으로 인하여 감도와 관련되는 손실없이 수신기의 입력 임피던스는 증가된 입력 임피던스를 갖지 말아야 한다. 저항이나 수신기의 배선이 개방된다면 수신기 입력 임피던스가 증가하고, 수신기 감도가 증가하기 때문에 저항으로 단락된 입력을 가지는 수신기는 불안전하게 될 것이다.

도1은 종래 궤도회로 수신기의 구성을 보인 블록도로서, 이에 도시된 바와 같이 궤도로부터 전송기에서 전송된 신호를 수신하고 궤도측과 수신기를 절연하여주는 입력 변압기(11)와; 검지된 신호로부터 불필요한 신호를 제거하고 원하는 신호만을 뽑아내는 필터(12)와; 검출된 신호를 증폭하는 초단 증폭기(13)와; 검출된 신호에서 열차 검지 주파수를 축출해내는 복조기(14)와; 상기 복조기(14)에서 복조된 신호를 증폭하는 증폭기(15)로 구성된다.

이와 같이 구성된 종래 장치의 동작과정을 설명하면 다음과 같다.

입력 변압기(11)에서 궤도로부터 변조된 신호(SA)를 수신하여 출력하면 필터(12)는 상기 입력된 변조신호(SA)로부터 원하는 변조신호(SC)를 추출하며, 이 추출한 변조신호(SC)는 초단 증폭기(13)에서 증폭되고, 이 증폭된 신호(SD)는 복조기(14)로 전송되며, 상기 복조기(14)는 증폭된 변조신호(SD)에서 열차 검지 주파수(FE)를 복조해내어 증폭기(15)로 상기 열차 검지 주파수(FE)를 출력하고, 상기 증폭기(15)에서 다시 증폭되어 출력된 신호(SF)는 궤도 계전기를 구동하도록 하는 계전기 구동회로부(미도시, 자동이득제어장치의 다음단 회로)로 출력된다.

상기 열차 검지 주파수(FE)가 상기 복조기(14)에서 출력되게 되면 열차가 궤도회로를 점유하지 않은 것이 되고, 상기 열차 검지 주파수(FE)가 출력되지 않으면 궤도회로를 점유한 것이 되며, 열차가 궤도회로를 점유하면 궤도 계전기가 낙하하여 신호기등을 동작하게 되어 열차의 위치를 알 수가 있게 된다.

상기와 같이 종래의 기술에서 있어서는 입력 신호의 레벨이 변화할 때, 열차 검지 주파수의 레벨도 역시 변화를 하게 되고, 변압기의 1차측과 2차측의 권수비를 조정하여 일정한 입력을 받아들이게 하는 방법을 취하고 있지만, 이 방법은 각각의 궤도회로에서 변압기의 권수비를 항상 수정해야 하는 문제점이 있었다.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 창안한 것으로, 자동 이득 제어 장치(AGC)를 이용하여 수신되는 신호의 레벨을 일정하게 유지하고, 신호 수신을 양호하게 함으로써, 입력신호 레벨의 갑작스러운 변화에 의한 주파수 레벨의 변화없이 이득 제어 회로 뒷단에 연결된 회로에서 큰 동작 범위를 요구하지 않으며, 궤도회로 수신기의 신뢰성을 높이고, 입력 변압기의 권수비를 각 궤도회로마다 조정하지 않고 입력신호를 받아들 수 있는 장치를 제공함에 그 목적이 있다.

도1은 종래 궤도회로 수신기의 구성을 보인 블록도.

도2는 본 발명 자동이득제어장치를 이용한 궤도회로 수신기의 구성을 보인 블록도.

도3은 본 발명의 출력 파형도.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

11, 21 : 입력 변압기 12, 22 : 필터

13, 23 : 초단증폭기 14, 24 : 복조기

15 : 증폭기 25 : 가변 이득 증폭기

26 : 이득 제어기 27 : 이득 제한기

이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명 자동이득제어장치를 이용한 궤도회로 수신기의 구성은, 전송기에서 전송된 신호를 궤도로부터 수신하고 궤도측과 수신기를 절연하여주는 입력 변압기와; 검지된 신호로부터 불필요한 신호를 제거하고 원하는 신호만을 뽑아내는 필터와; 검출된 신호를 증폭하는 초단 증폭기와; 검출된 신호에서 열차 검지 주파수를 축출해내는 복조기와; 복조된 신호를 증폭하는 가변 이득 증폭기와; 상기 가변 이득 증폭기를 제어하는 이득 제어기와; 타이밍 신호를 입력받아 상기 복조기로부터 변환된 열차 검지 주파수를 모니터하고, 상기 이득 제어기로부터 상기 가변 이득 증폭기로 전송된 이득 제어 신호를 모니터하는 이득 제한기로 구성함을 특징으로 한다.

이하, 본 발명에 따른 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도2는 본 발명 자동이득제어장치를 이용한 궤도회로 수신기의 구성을 보인 블록도로서, 이에 도시한 바와 같이 전송기(미도시)에서 전송한 신호를 궤도로부터 수신하고, 궤도측과 수신기를 절연하여주는 입력 변압기(21)와; 검지된 신호로부터 불필요한 신호를 제거하고 원하는 신호만을 뽑아내는 필터(22)와; 검출된 신호를 증폭하는 초단 증폭기(23)와; 검출된 신호에서 열차 검지 주파수를 축출해내는 복조기(24)와; 복조된 신호를 증폭하는 가변 이득 증폭기(25)와; 상기 가변 이득 증폭기(25)를 제어하는 이득 제어기(26)와; 타이밍 신호를 입력받아 상기 복조기로부터 변환된 열차 검지 주파수를 모니터하고, 상기 이득 제어기로부터 상기 가변 이득 증폭기로 전송된 이득 제어 신호를 모니터하는 이득 제한기(27)로 구성한다.

도3은 본 발명의 출력 파형도로서, 이에 도시한 바와 같이 절연변압기로 설계되어 궤도측과 수신기측을 전기적으로 분리하는 역할을 수행하는 입력 변압기(21)는 전송기에서 전송한 변조신호(AS)를 궤도를 통해 수신하고, 상기 입력 변압기(21)에 입력된 변조신호(AS)는 필터(22)로 출력되며, 상기 필터(22)는 상기 변조신호(AS)로부터 잡음이나 간섭등의 원하지 않는 신호를 제거하고, 올바른 변조신호만을 초단증폭기(23)로 출력하며, 상기 초단증폭기(23)는 상기 필터(22)에서 출력한 변조신호(CS)를 증폭하고, 복조기(24)로 이 증폭된 신호(DS)를 출력하며, 상기 복조기(24)는 증폭된 변조신호(SD)에서 신호 주파수인 열차 검지 주파수(TF)를 복조해내고, 가변 이득 증폭기(25)로 상기 열차검지 주파수(TF)를 출력하며, 상기 가변 이득 증폭기(25)는 이득 제어기(26)로부터 공급된 이득 제어 신호(GS)에 따라 증폭비를 변화시켜 상기 열차검지 주파수(TF)를 증폭하고, 상기 이득 제어기(26)와 가변 이득 증폭기(25) 다음 단 회로에 입력되는 열차 검지 주파수(FF)를 발생하며, 이득 제한기(27)의 경계값 이내에서 상기 이득 제어기(26)는 상기 가변 이득 증폭기(25)에 이득 제어 신호(GS)를 출력하여 상기 열차 검지 주파수 신호(FF)가 일정한 값으로 유지되도록 하는 것과 같이 상기 가변 이득 증폭기(25)의 증폭비를 제어한다.

타이밍 신호(TS)를 수신하는 한, 상기 이득 제한기(27)는 상기 이득 제어기(26)에 제한신호(LS)를 출력하며, 이 제한신호(LS)는 미리 설정된 상한값과 하한값으로 정의된 범위내에 증폭비가 유지되게 하여 상기 가변 이득 증폭기(25)의 증폭비를 제한하고, 이 상한값과 하한값을 결정하기 위하여 상기 이득 제한기(27)는 열차 검지 주파수(TF)와 이득 제어 신호(GS)에 기초하여 입력 레벨을 모니터한다.

즉, 상기 이득 제한기(27)는 상기 열차검지 주파수(TF)에 상기 이득 제어 신호(GS)를 더하거나 빼는 방법으로 상기 열차검지 주파수(TF)와 이득 제어기(26)의 이득제어 신호(GS)를 비교하여 제한신호(LS)를 상기 이득 제어기(26)로 출력하며, 상기 이득 제어기(26)는 상기 가변 이득 증폭기(25)의 증폭비를 제어하는 이득 제어 신호(GS)를 출력하게 된다. 이때 상기 이득 제어 신호(GS)는 제한신호(LS)에 의하여 동작범위가 제한이 되므로, 좁은 범위의 변화를 가지는 이득신호가 출력하게 된다.

타이밍 신호(TS)는 상기 이득 제한기(27)에서 미리 설정된 상한값과 하한값으로 정의된 범위를 출력하도록 하고, 상기 이득 제어기(26)는 이득 제어 신호(GS)를 가변 이득 증폭기(25)로 출력하며, 상기 설정된 상한값과 하한값은 열차 검지 주파수 신호(TF)의 크기가 자동이득제어장치(AGC) 후단의 회로 동작범위를 초과하지 않아야 하기 때문에 신중하게 결정하므로, 왜곡을 일으키는 신호를 방지하는 것이 가능하다.

더우기 상한값과 하한값을 결정하는 데 있어서, 자동이득제어장치(AGC) 후단의 회로에서 정확성을 떨어뜨리는 미소크기의 신호가 고려되어야 한다.

상기 상한값과 하한값은 반송파에 따라 다른 값이 주어지고, 이들 상한값과 하한값은 반송파가 선택되어진 후에 모든 시간에서 사용된다. 그러므로 이득 제한 신호(LS)에 의하여 크기가 제한되는 이득 제어 신호(GS)를 출력하고 있는 상기 이득 제어기(26)는 열차 검지 주파수 신호(TF, FF)의 평균값이 반송파 각각에 대하여 미리 설정된 선택 범위내에 유지되도록하는 방법으로 상기 가변 이득 증폭기(25)의 증폭비를 제어한다.

이득 제어 신호(GS)의 크기는 상기 이득 제한기(27)에서 미리 설정된 상한값과 하한값에 의하여 정의된 범위내에서 변화하도록 엄격하게 제한되고, 전송기의 종류에 따라 차별화한다.

결국, 상기 이득 제어기(26)는 미리 결정된 상한값과 하한값 사이로 이득 제어 신호(GS)의 크기를 제한할 수 있어 순간적으로 전송기 출력의 변화에 상기 이득 제어 신호(GS)의 크기는 크게 변화하지 않아 입력신호의 변화에 빠르게 응답할 수가 있게 된다. 그러므로, 상기 가변 이득 증폭기(25)는 미소 신호의 크기가 극단적으로 감소하거나 대신호의 크기가 극단적으로 증가하는 것을 방지한다.

전송기에서 전송된 신호를 수신하는 동안, 상기 열차 검지 주파수 신호(TF, FF)의 평균 폭이 조금 넓어지더라도 상기 이득 제어신호(GS)의 크기를 제한하는 것은 시스템이 입력신호의 갑작스러운 변화에 단시간에 응답하도록 하기 위함이다.

전송기 출력 변화시간에 자동 이득 제어장치 후단 회로의 동작범위를 초과하는 것으로부터 열차 검지 주파수 신호의 크기나 아주 적은 신호들로 인하여 상기 자동 이득 제어장치 후단 회로의 정확한 동작을 악화시키는 것을 방지하는 자동 이득 제어장치를 구현하는 것이 가능하게 된다.

또한, 전송기나 반송파의 종류에 상관없이 이득 제어 신호(GS)의 크기를 일정한 상한값과 하한값으로 하는것이 가능하다.

그러므로, 본 발명은 궤도회로의 전송 품질은 증가하고, 이득제어회로의 후단 회로에서 동작범위의 확대는 필요하지 않는다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명 자동이득제어장치를 이용한 궤도회로 수신기는 자동 이득 제어 장치(AGC)를 이용하여 수신되는 신호의 레벨을 일정하게 유지하고, 신호 수신을 양호하게 함으로써, 입력신호 레벨의 갑작스러운 변화에 의한 주파수 레벨의 변화없이 이득 제어 회로 뒷단에 연결된 회로에서 큰 동작 범위를 요구하지 않으며, 궤도회로 수신기의 신뢰성을 높이고, 입력 변압기의 권수비를 각 궤도회로마다 조정하지 않고 입력신호를 받아들 수 있는 효과가 있다.

Claims (3)

1. 전송기에서 전송된 신호를 궤도로부터 수신하고 궤도측과 수신기를 절연하여주는 입력 변압기와; 검지된 신호로부터 불필요한 신호를 제거하고 원하는 신호만을 뽑아내는 필터와; 검출된 신호를 증폭하는 초단 증폭기와; 검출된 신호에서 열차 검지 주파수를 축출해내는 복조기와; 복조된 신호를 증폭하는 가변 이득 증폭기와; 상기 가변 이득 증폭기를 제어하는 이득 제어기와; 타이밍 신호를 입력받아 상기 복조기로부터 변환된 열차 검지 주파수를 모니터하고, 상기 이득 제어기로부터 상기 가변 이득 증폭기로 전송된 이득 제어 신호를 모니터하는 이득 제한기로 구성함을 특징으로 하는 자동이득제어장치를 이용한 궤도회로 수신기.
2. 제1항에 있어서, 상기 이득 제한기는 이득 제어 신호와 가변 이득 증폭기의 입력 신호를 감시하고, 증폭비의 상한값과 하한값을 제한하는 것을 특징으로 하는 자동이득제어장치를 이용한 궤도회로 수신기.
3. 제1항에 있어서, 상기 이득 제어기는 열차 검지 주파수 신호의 평균값이 반송파 각각에 대하여 미리 설정된 선택 범위내에 유지되도록하여 증폭비를 제어하는 것을 특징으로 하는 자동이득제어장치를 이용한 궤도회로 수신기.