多用时频信号测试仪制造技术

一种测试兼发送移频自动闭塞信号的多用时频信号测试仪．它由过零整形电路和波形－－脉宽转换电路组成的信号预处理电路，由逻辑解调法公式和波形对称性公式及其相应程序组成的单片微机测试仪，完成移频信号和单频信号的测试工作．同时根据移频信号的周期累计法公式，用功能键启动不同程序发送各种移频信号，经滤波放大后作为标准信号源以供地面移频及机车信号接收设备试验及调试用．频率稳定度及精度优于１×１０（－５）．（*该技术在2007年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及测试兼发送移频自动闭塞信号的多用时频信号测试仪，是对铁路行车安全进行检测与监督的测试工具。自动闭塞对铁路运输的重要作用是保证行车安全提高通过能力，至1980年底，我国已安装移频自动闭塞的区段已达4200公里，测量移频发生器时要用移频频率计，试验移频接收器时要用移频信号源，但因没有合适的测试工具，给维修造成困难。公用的移频自动闭塞信号接收器里有5个谐振槽路，它只能对指定的频率有选频作用，接收别的频率就要更换相应的谐振槽路，不便于测试多种移频信号;移频信号接收器是利用鉴频器来解调移频信号，它只能检测F0分量，不能检测出f上与f下两个分量;此外，移频信号发生器以LC振荡器为基础，并入一个CX或者去掉这个CX来达到移频的目的，这种移频信号发生器的稳定度较差，不宜用作标准信号源。本专利技术的目的是(1)制造一种多用时频信号测试仪，以逻辑解调法来测试移频信号的f上、f下、T0与单频信号f、T，以波形对称性分析法测算出波形的对称性，以移频信号的周期累计法发送出移频信号。其中单频精度达到1×10-4，发送移频频率稳定度及精度均优于1×10-5。(2)该测试仪的输入端有隔离装置，以保证运营线测试安全。(3)能用作移频机车信号的测试、调试或监督。(4)在不增加硬件条件下，充分发挥软件功能，扩大应用范围，扩大部分包括脉冲计数，脉宽，占空比，时间间隔等。(5)具有自检自诊功能。本专利技术是这样实现的一种多用时频信号测试仪，由输入、过零整形、波形-脉宽转换、单片微机、显示、发送、自诊和键盘等电路系统与支持该电路系统的测试方法和发送方法所组成，它要同时满足以下两个条件由输入送至双刀双掷开关上接点连接的过零整形电路、下接点连接的波形-脉宽转换电路，通过一个输入口与单片微机连接，单片微机出口连接显示，键盘，自诊电路和移频信号发送电路;单片微机利用移频信号逻辑解调法的公式Tn＝tn+1-tn，f上= 1/(T上) ，f下= 1/(T下) ，T0＝(T末-T始)/N测算移频信号的f上、f下、T0与单频信号的f、T;单片微机也可以利用波形对称性周期累计公式NT上+ΔT上＝ (TO)/2 ，NT下+ΔT下＝ (TO)/2 发送出移频信号。过零整形电路由双向限幅器和过零检测器组成，在双向限幅器中增加两只改善输入特性的二极管P5、P6并利用隔离插头中的隔离电阻R1兼起限幅作用。波形-脉宽转换电路由可调增益线性放大器，全波整流器，可调基准电压比较器组成，其中可调增益线性放大器应大到对于可调基准电压比较器有足够幅度输入，可调基准电压比较器的可调范围应能满足对于输入信号的不同幅度上测算K＝ (Tk1)/(Tk) 的要求。输入信号的隔离探头采用二芯插头，内接两只隔离电阻R1，通过引入线及连接器接到双刀双掷开关接点。复位电路上由电复位及自诊复位组成，两者之间的相互影响被二极管D1与D2隔离，其中自诊复位由双片可再触发单稳电路完成。多用时频信号测试仪所使用的方法包括(1)移频信号的逻辑解调法设第N个周波过零时刻为tn，下一个周波过零时刻为tn+1，则该周波的周期Tn＝tn+1-tn……(1)因f＝ 1/(T)f上＝ 1/(T上) ……(2)f下＝ 1/(T下) ……(3)T0＝t′末-t′始……(4)′由于移频信号中调制信号与边频信号的过零点是不同步的，故用(4)′测出T0将出现类似于量化误差的一项解调误差，这是一项理论误差，是由于使用方法不完善引起的，为此本专利技术采用多周期法，设测量N个周期，则T0＝(t末-t始)/N……(4)过零整形电路送出的信号由单片微机根据所设定的程序测出各有关过零点之后，再根据公式(1)、(2)、(3)、(4)及其相关程序求出f上、f下、T0。(2)波形对称性分析法经由输入，波形-脉宽转换电路之后，如输入为不对称失真的波形，则被该电路转换为宽窄相间出现的脉冲，然后单片微机根据设定的程序测出相应脉宽 、 ，根据公式K =Tk1Tk2……(5)]]>即可求出波形的不对称性。改变可调基准电压比较器的基准电压，可从输入波的不同幅度上求得K值。连续改变这个基准电压，测出相应的K值。如输入波形对称则K＝1。(3)发送移频信号的周期累计法在移频波形中f上与f下是交替出现的，而且每隔 (TO)/2 更换一次，因此NT上+ΔT上＝ (TO)/2 ……(6)NT下+ΔT下＝ (TO)/2 ……(7)式(6)的物理意义为N个完整的T上周期与不满一个T上，两者之和为 (TO)/2 ，式(7)的物理意义为N个完整的T下周期与不满一个T下，两者之和为 (TO)/2 ，按(6)(7)两式编出的程序所发出的移频信号，其稳定度及误差主要取决于时基的特性。在晶振的条件下，其稳定度及误差均优于1×10-5。图1多用时频信号测试仪电路框图图2隔离探头结构示意图图3双向限幅器的改进电路图图4调制信号与移频信号的相对时间关系图图5电源供应系统图现结合附图进一步叙述本专利技术参见图1隔离探头1，其中两只隔离电阻R1起安全隔离与限幅双重作用，接入测试仪后不影响被测系统的正常工作。双刀双掷开关下接点2-3、10-11，双向限幅器5，限制输入信号过大。过零检测器6的作用是将输入信号按其过零点整形为标准的矩形波，供单片微机13测试。由双刀双掷开关上接点2-4、10-12连结的波形-脉宽转换电路包括增益可调的线性放大器7，全波整流器8，可调基准电压比较器9。线性放大器7的作用是把输入信号放大到测试所需要的程度，以便明显看出波形的不对称性。全波整流器8将正负两个半波转换为同极性的脉动波以便可调基准电压比较器9作脉宽取样，同时可调基准电压比较器9将脉宽转换为与之相对应的矩形波，以供单片微机作波形对称性分析。如果输入波形正负两个半圆不对称，则全波整流器8输出的脉动波形状大小不一，从而可调基准电压比较器9输出的矩形波脉宽不一，可从不同幅度连续比较波形的不对称性。单片微机系统13包括单片微机及外接的地址锁存器，程序存贮器和时基电路。由它对输入信号进行分类、测试、运算、核对、控制显示、发送信号、自诊自检等。单片微机13的出口14接显示系统15，它由一组8段数码管及相应的驱动器件组成。键盘系统17通过出入口16、18与单片微机连接。单片微机的出口19与本专利技术的输出端子23之间接有移发送系统包括滤波器20，推动级21，功放级22。推动端子23′，功率输出端子23。单片微机13的出入口24、26间接有自诊复位系统包括上电复位电路和自诊复位电路，两者之间的相互影响用二极管D1、D2隔离。自诊复位由双片可再触发单稳电路25完成，当输入端24有由软件送出的定期触发信号时保持常态，一旦失去该触发信号时，可再触发单稳电路25就输出复位信号，使整个系统恢复正常工作。参见图2两只隔离电阻R1连接在接插芯26与引入线29之间。R1在测试系统TS和被测系统FS间起安全隔离作用，R1同时又是双向限幅器5中的限幅电阻器。其中二芯插头盒27，接线架28，引入线29，连接插头30。参见图3两只用虚线表示的电阻器R1装配在隔离插头1内，R1与R2起分压作用。R1与D3、D4、D5、D6起限幅作用。该双向限幅器5较常见的双向限幅器多用两只二极管D5、D6，改善了输入特性并减少了一个放大级。参见图4，图4A一信号发本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种多用时频信号测试仪，由输入、过零整形、波形——脉宽转换、单片微机、显示、发送、自诊和键盘等电路系统与支持该电路系统的测试方法和发送方法所组成，本专利技术的特征在于同时满足以下两个条件：——由输入送至双刀双掷开关上接点连接的过零整形电路， 下接点连接的波形——脉宽转换电路，通过一个输入口与单片微机连接，单片微机出口连接显示、键盘、自诊电路和移频信号发送电路；——单片微机利用移频信号逻辑解调法的公式＊＊＊测算移频信号的ｆ↓〔上〕、ｆ↓〔下〕、Ｔ↓〔０〕与单频信号的ｆ、Ｔ；单 片微机也可以利用波形对称性周期累计公式＊＊＊，＊＊＊发送出移频信号。

【技术特征摘要】
1.一种多用时频信号测试仪，由输入、过零整形、波形--脉宽转换、单片微机、显示、发送、自诊和键盘等电路系统与支持该电路系统的测试方法和发送方法所组成，本发明的特征在于同时满足以下两个条件--由输入送至双刀双掷开关上接点连接的过零整形电路，下接点连接的波形--脉宽转换电路，通过一个输入口与单片微机连接，单片微机出口连接显示、键盘、自诊电路和移频信号发送电路；--单片微机利用移频信号逻辑解调法的公式Tn=tn+1-tn，f上= 1/(T上) ，f下= 1/(T下) ,T0=(T末-T始)/N测算移频信号的f上、f下、T0与单频信号的f、T；单片微机也可以利用波形对称性周期累计公式NT上+ΔT上= (TO)/2 ，NT下+ΔT下= (TO)/2 发送出移频信号；2.按权利要求1的多用时频信号测试仪，其特征在于过零整形电路由双向限幅器和过零检测器组成，在双向限幅器中增加两只...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱耀，
申请(专利权)人：长沙铁路分局电子应用研究所，
类型：发明
国别省市：43[中国|湖南]