KR19990011655A - 에이에프 궤도회로용 수신기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 에프엠 복조기능을 갖는 에이에프 궤도회로용 수신기에 대한 것으로, 종래 에이에프 궤도회로용 수신기는 신호에 잡음성분이 겹쳐지면 잡음성분에 의해 신호가 왜곡되어 궤도계전기의 오동작을 유발하는 문제점이 있었다. 따라서, 본 발명은 열차검지신호를 입력받아 레일의 특성에 따른 신호감쇄를 보상하도록 소정의 권수비로 조정하는 변압부와; 상기 변압부로부터 출력된 신호를 입력받아 이를 필터링하는 필터부와; 상기 필터부로부터 출력된 신호를 입력받아 이를 증폭하는 증폭부와; 상기 증폭부로부터 출력된 신호를 입력받아 이를 복조하는 복조부와; 상기 복조부로부터 출력된 신호를 입력받아 이를 필터링하여 직류만 통과시키는 출력필터부와; 상기 출력필터부로부터 출력된 신호를 입력받아 이를 정류하여 궤도계전기를 여자시킬수 있는 신호를 출력하는 계전기 구동부로 구성하여 신호의크기에 따라서 반송파의 주파수를 변화시킨 진폭이 일정한 신호를 출력하여 저주파수에서 발생하기 쉬운 잡음으로 인한 신호주파수 왜곡을 최소화시켜 주는 효과가 있다.

Description

에이에프 궤도회로용 수신기

본 발명은 에이에프궤도 회로용 수신기에 대한 것으로, 특히 가청주파수를 사용하여 열차유무를 감지하는 기능을 갖는 에프엠 복조방식의 에이에프궤도 회로용 수신기에 관한 것이다.

에이에프궤도 회로용 수신기는 가청주파수 범위내의 주파수를 사용하고, 고전적인 궤도회로에 문제가 많았던 절연 조인트와 소음을 줄이기 위하여 레일을 연속적으로 용접하는 무접점 궤도회로 방식에 사용된다.

도1은 종래 에이에프궤도 회로용 수신기의 블록구성도로서, 이에 도시된 바와같이

송신기의 변조된 열차검지주파수를 레일을 통하여 입력받아 레일의 특성에 따른 신호감쇄를 보상하도록 권수비를 조정하는 변압부(10)와; 상기 변압부(10)로부터 출력된 신호를 입력받아 이를 필터링하여 궤도에 배열된 해당 주파수만을 통과시키는 필터부(11)와; 상기 필터부(11)로부터 출력된 신호를 입력받아 이를 증폭하는 증폭부(12)와; 상기 증폭부(12)로부터 출력된 신호를 입력받아 열차검지주파수를 복조하는 복조부(13)와; 상기 복조부(13)로부터 신호를 입력받아 이를 정류하여 증폭하는 계전기구동부(14)로 구성되며, 이와같이 구성된 종래 장치의 동작을 설명한다.

열차유무검지에 있어서, 송신기로부터 출력된 열차검지신호는 레일을 통하여 수신기의 변압부(10)에 입력되고, 이때 상기 변압부(10)는 상기 레일의 특성에 따른 신호감쇄를 소정의 권수비로 조정하여 소정신호로 변압하여 출력하며, 필터부(11)는 상기 변압부(10)의 소정신호를 입력받아 이를 필터링하여 입력 궤도에 배열된 해당 주파수만을 통과시킨다.

이에따라, 증폭부(12)는 상기 필터부(11)로부터 출력된 신호를 입력받아 이를 증폭하며, 이 증폭신호는 복조부(13)에서 송신기로부터 출력된 열차유무검지신호로 복조되고, 계전기구동부(14)는 상기 복조부(13)의 복조신호를 입력받아 이를 정류하여 궤도계전기를 구동하기에 알맞은 전압과 전류로 출력된다.

그러나, 상기와 같이 동작하는 종래 장치는 신호에 잡음성분이 겹쳐지면 잡음성분에 의해 열차검지신호가 왜곡되어 궤도계전기의 오동작을 발생시킴과 아울러 궤도주파수와 선로의 특성에 따라 왜곡된 열차검지신호가 발생되어 궤도계전기의 오동작을 유발하는 문제점이 있었다.

따라서, 본 발명은 에프엠복조방식을 사용하여 궤도를 통해 수신되는 열차검지신호의 신뢰도를 향상시킬 수 있도록 한 에이에프궤도 회로용 수신기를 제공함에 그 목적이 있다.

도1은 종래 에이에프 궤도회로용 수신기의 블록구성도.

도2는 본 발명 에이에프 궤도회로용 수신기의 블록구성도.

도3은 본 발명 에이에프 궤도회로용 수신기의 회로도.

도4는 도3에 있어서, 슈미트트리거부의 파형도.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

20:변압부 21:필터부

22:증폭부 23:복조부

24:출력필터부 25:계전기구동부

상기와 같은 목적은 열차검지신호를 입력받아 레일의 특성에 따른 신호감쇄를 보상하도록 소정의 권수비로 조정하는 변압부와; 상기 변압부로부터 출력된 신호를 입력받아 이를 필터링하는 필터부와; 상기 필터부로부터 출력된 신호를 입력받아 이를 증폭하는 증폭부와; 상기 증폭부로부터 출력된 신호를 입력받아 이를 복조하는 복조부와; 상기 복조부로부터 출력된 신호를 입력받아 이를 필터링하여 직류만 통과시키는 출력필터부와; 상기 출력필터부로부터 출력된 신호를 입력받아 이를 정류하여 궤도계전기를 여자시킬수 있는 신호를 출력하는 계전기 구동부로 구성함으로써 달성되는 것으로, 이와같은 본 발명을 첨부한 도면을 참조하여 설명한다.

도2는 본 발명 에이에프궤도회로용 수신기의 일 실시예의 블록 구성도로서, 이에 도시한 바와같이 열차검지신호를 입력받아 이를 레일의 특성에 따른 신호감쇄를 보상하도록 소정의 권수비로 조정하는 변압부(20)와; 상기 변압부(20)로부터 출력된 신호를 입력받아 이를 필터링함과 아울러 송신기로부터 오는 4가지 주파수신호중 하나를 선택하여 그 신호에 동조하는 필터부(21)와; 상기 필터부(21)로부터 출력된 신호를 입력받아 전류 신호레벨을 증폭하는 증폭부(22)와; 상기 증폭부(22)로부터 신호를 입력받아 이를 복조하여 일정한 폭을 갖는 구형파를 출력하는 복조부(23)와; 상기 복조부(23)로부터 출력된 구형파를 입력받아 이를 필터링하여 직류만을 통과시키는 출력필터부(24)와; 상기 출력필터부(24)로부터 출력된 신호를 입력받아 이를 정류하여 궤도계전기를 여자할수 있는 신호를 출력하는 계전기 구동부(25)로 구성한다.

상기 필터부(21)는 콘덴서(C1)와 저항(R2)이 직렬로 접속되어, 그 접속점측에 일측이 접지된 저항(R1)을 접속하며, 상기 저항(R2)에 일측이 접지된 콘덴서(C2)를 접속하여 구성한다.

상기 증폭부(22)는 전원전압(VCC)과 상기 필터부(21)의 출력단 사이에 저항(R3)을 접속하여, 그 접속점을 콜렉터에 전원전압(VCC)이 인가된 엔형트랜지스터(Q1)의 베이스에 접속하고, 상기 엔형트랜지스터(Q1)의 이미터에 일측이 접지된 저항(R4)을 접속하여, 그 접속점에서 출력신호를 발생하도록 구성한다.

상기 복조부(23)는 슈미트트리거부(230)와 모노스테이블멀티부(231)로 구성한다.

상기 슈미트트리거부(230)는 일측에 전원전압(VCC)이 인가된 저항(R5)에 일측이 접지된 저항(R6)을 접속하여, 그 접속점을 엔형트랜지스터(Q2)의 베이스에 접속하고, 일측에 전원전압(VCC)이 인가된 저항(R7)을 엔형트랜지스터(Q2)의 콜렉터에 접속하여, 그 접속점을 엔형트랜지스터(Q3)의 베이스에 접속하며, 상기 엔형트랜지스터(Q2)의 이미터는 일측에 접지가 인가된 저항(R8)을 접속하여, 그 접속점을 엔형트랜지스터(Q3)의 이미터에 접속하고, 전원전압(VCC)이 인가된 저항(R10)을 엔형트랜지스터의 콜렉터(Q3)에 접속하며, 그 접속점에 콘덴서(C2)를 접속하여 구성한다.

상기 모노스테이블 멀티회로부(231)는 일측에 전원전압(VCC)이 인가된 저항(R11)을 에미터가 접지된 엔형트랜지스터(Q4)의 콜렉터에 접속하며, 일측에 전원전압(VCC)이 인가된 저항(R12)을 에미터가 접지된 엔형트랜지스터(Q5)의 베이스에 접속하고, 상기 엔형트랜지스터(Q5)의 콜렉터는 전원전압(VCC)이 인가된 저항(R14)을 접속하여, 그 접속점을 엔형트랜지스터(Q5)의 콜렉터에 접속하고, 상기 접속점에 콘덴서(C5)가 병렬 접속된 저항(R13)을 접속하여, 그 접속점을 엔형트랜지스터(Q6)의 베이스에 접속하고, 상기 엔형트랜지스터(Q6)의 에미터에 일측이 접지된 저항(R15)을 접속하여, 그 접속점에서 출력신호를 발생하도록 구성한다.

상기 출력필터부(24)는 코일(L1)과 일측이 접지된 콘덴서(C6)를 접속하여, 그 접속점에 일측이 접지된 콘덴서(C7)가 접속된 코일(L2)을 접속하여 구성한다.

상기 계전기 구동부(25)는 전원전압(VCC)과 접지사이에 제너다이오드(D6)를 접속하고, 순방향으로 직렬 접속된 다이오드(D1),(D2)에 순방향으로 직렬접속된 다이오드(D3),(D4)를 병렬로 접속하고, 상기 다이오드(D3),(D4)의 접속점에 전원전압(VCC)이 인가된 저항(R16)을 접속하여, 상기 다이오드(D1),(D2)의 접속점에 출력필터부(24)의 출력신호를 인가하고, 상기 다이오드(D2),(D3)의 접속점과 상기 다이오드(D1),(D4)의 접속점 사이에 콘덴서(C8)와 제너다이오드(D5)를 병렬 접속하여, 상기 다이오드(D1),(D4)의 접속점에서 저항(R17)을 통하여 제1 출력신호를 발생하고, 상기 다이오드(D2),(D3)의 접속점에서 저항(R18)을 통하여 제2 출력신호를 발생하도록 구성하며, 이와같이 구성한 본 발명 실시예의 동작을 설명한다.

송신기로부터 출력된 신호는 궤도길이와 전기적특성 때문에 변압부(20) 궤도측의 신호 레벨이 변동하게 되며, 이에따라 상기 변압부(20)는 상기 궤도측의 신호를 변압하여 일정한 전압으로 출력한다.

즉, 상기 전압은 소정의 권선비로 계전기를 여자시켜주기에 충분한 전압으로 조정되며, 이 전압이 일정전압 이하가 되면 계전기를 비여자시키는 수신전압이 되어 계전기가 비동작하게 된다.

상기 변압부(20)에서 출력된 일정전압은 필터부(21)에서 필터링되어 송신기로부터 수신된 4가지 주파수 신호중 하나를 선택하도록 함과 아울러 그 신호에 동조한다. 여기서, 상기 필터부(21)는 밴드패스필터이며, 이 필터부(21)를 통과한 신호전압은 약 수십 mV 이고, 신호전류는 수십 nA 이다.

이에따라, 증폭부(22)는 상기 필터부(21)에서 출력된 신호를 입력받아 이를 엔형트랜지스터(Q1)에서 증폭하는데, 상기 증폭부(22)는 전압이득이 1 인 이미터플로우를 사용했기 때문에 전압은 거의 같은 레벨을 출력하지만 전류는 약 20배 증폭하여 출력한다.

이때, 복조부(23)의 슈미트트리거부(230)는 상기 증폭부(22)에서 도6의 (a)와 같이 출력된 신호를 입력받아 이를 트리거하여 도6의 (b)와 같이 출력하며, 이 신호는 모노스테이블 멀티부(231)에 입력되어 그 신호에 따라 일정한 시간폭을 갖는 파형의 신호로 출력되는데. 여기서 신호파형이 일정한 시간폭의 펄스를 발생하기 때문에 이 시간폭을 캐리어의 최고주파수보다 약간 짧게 정하면 이 캐리어 주파수에 따라서 일정폭 펄스의 밀도가 달라지므로 이 펄스열의 진폭을 평균치로 취하면 복조된다,

이때, 상기 모노스테이블멀티부(231)에서 출력되는 신호의 레벨은 약 수십mV이며 일정한 시간폭을 갖는 구형파로 출력된다.

이때, 출력필터부(24)는 상기 복조부(23)로부터 출력된 신호의 평균치를 잡기위해 로우패스 필터링하여 직류만을 통과시킨다.

여기서, 상기 출력필터부(24)의 소자값은 열차검지신호주파수(25.68Hz)를 다음의 공식에 대입하여 구한다.

이후, 상기 출력필터부(24)에서 출력된 신호는 계전기구동부(25)에 약 수mA 로 입력되고, 상기 계전기구동부(25)의 제너다이오드(D6)는 전원전압(VCC)을 안정화시키고, 이 안정된 전원전압(VCC)은 저항(R16)을 통해 다이오드(D3),(D4) 접속점에 입력되며, 이때 상기 다이오드(D3),(D4)의 접속점에 입력되는 신호는 약 수십 mA가 된다.

따라서, 상기 신호는 다이오드(D1~D4)에서 정류되어 궤도계전기를 여자시켜 주기에 충분한 신호로 출력되어 궤도계전기를 구동시킨다.

이때, 궤도계전기는 6700Ω과 24000Ω의 두가지 코일저항으로 구성된 계전기를 사용하기 때문에 두 개의 출력전류를 계전기에 공급하여야 계전기가 구동한다.

상기와 같이 동작하는 본 발명은 신호의 크기에 따라 반송파의 주파수를 변화시킨 것이므로 진폭이 일정하고 이 신호를 에이엠검파기에 가하더라도 잡음성분밖에 출력이 나오지 않고 또한 저주파수에서 발생하기 쉬운 잡음으로 인한 주파수 왜곡을 최소화시켜 주는 효과가 있다.

Claims (1)

1. 열차검지신호를 입력받아 레일의 특성에 따른 신호감쇄를 보상하도록 소정의 권수비로 조정하는 변압부와; 상기 변압부로부터 출력된 신호를 입력받아 이를 필터링하는 필터부와; 상기 필터부로부터 출력된 신호를 입력받아 이를 증폭하는 증폭부와; 상기 증폭부로부터 출력된 신호를 입력받아 이를 복조하는 복조부와; 상기 복조부로부터 출력된 신호를 입력받아 이를 필터링하여 직류만 통과시키는 출력필터부와; 상기 출력필터부로부터 출력된 신호를 입력받아 이를 정류하여 궤도계전기를 여자시킬수 있는 신호를 출력하는 계전기 구동부로 구성한 것을 특징으로 하는 에이에프 궤도회로용 수신기.