一种轨道电路接收器和移频轨道电路接收器制造技术

本申请公开了一种轨道电路接收器和移频轨道电路接收器，所述轨道电路接收器包括信号处理单元、隔离变压器、两采集通道、两检测通道，两采集通道构成二取二结构，隔离变压器包括一用于接收待测信号的初级线圈和两分别设有一中心抽头的次级线圈；每个采集通道分别采集一次级线圈的两端子的差分信号与共模信号并输出至信号处理单元；信号处理单元通过每个检测通道向变压器次级线圈中心抽头发送检测信号，将差分信号与预设频率和/或预设幅值进行比较以检测待测信号的状态，比较共模信号与检测信号，以检测两个采集通道及隔离变压器是否工作正常。本申请通过设置中心抽头和检测通道，能够对轨道电路接收器进行完整性检查，提高安全性。

A Track Circuit Receiver and Frequency Shift Track Circuit Receiver

【技术实现步骤摘要】
一种轨道电路接收器和移频轨道电路接收器
本申请涉及但不限于列车运行控制
，尤其涉及一种轨道电路接收器和移频轨道电路接收器。
技术介绍
目前，ZPW-2000移频轨道电路设备是中国铁路普速线路、高铁线路列控系统的重要设备，它是利用铁路的钢轨作为导体传递信息，实现区段空闲和占用检查的电路系统。接收器是ZPW-2000移频轨道电路的核心安全部件，其对钢轨信号进行采集、解调后实现区段空闲和占用的判断，采集的钢轨信号包括主轨道信号和小轨道信号。接收器是安全部件，其要满足安全完整性等级(SafetyIntegrityLevel，SIL)4级，采用2取2双套电子结构来保证其安全性，需要采集电路也应是独立的，以下是目前实现的两种方案：方案一：如图1所示，小轨道信号和主轨道信号分别通过独立的滤波及信号调理和模数(AnalogtoDigital，A/D)转换，然后分送至两个独立的中央处理器(CentralProcessingUnit，CPU)进行处理及2取2比较处理。方案一是将A/D转换电路以后的信号分送至两个CPU进行独立处理和运算，对于小轨道信号和主轨道信号来说，任一信号经过隔离变压器、滤波及信号调理和A/D转换时产生的故障或错误相对2取2比较机制属于共因，只靠器件本身的可靠性无法识别。方案二：如图2所示，小轨道信号和主轨道信号分别通过隔离变压器一分为二，经过独立的滤波及信号调理和A/D转换，然后分送至两个独立的CPU进行2取2比较处理。方案二是从隔离变压器开始将主轨道信号和小轨道信号分为两组，分别经过独立滤波及信号调理、A/D转电换路后，再到两个CPU进行独立处理和运算，避免了方案一的对于信号经过滤波及信号调理和A/D转换时产生的故障或错误时的检测，但是对于隔离变压器的故障检测仍未解决。因此，当前ZPW-2000移频轨道电路接收器在设计上都存在钢轨信号采集通道检测不完整的问题，只能依靠器件自身可靠性进行识别。
技术实现思路
本申请提供了一种轨道电路接收器和移频轨道电路接收器，能够对轨道电路接收器进行完整性检查，提高安全性。本申请提供了一种轨道电路接收器，包括信号处理单元、隔离变压器、两个采集通道、两个检测通道，两个采集通道构成二取二结构，其中：隔离变压器包括一个用于接收待测信号的初级线圈和两个分别设有一中心抽头的次级线圈；每个采集通道分别用于，采集一个次级线圈的两端子的差分信号与共模信号，并输出至信号处理单元；信号处理单元通过每个检测通道向变压器次级线圈中心抽头发送检测信号；信号处理单元用于，将所述差分信号与预设频率和/或预设幅值进行比较，以检测待测信号的状态，并将所述共模信号与所述检测信号进行比较，以检测所述两个采集通道和隔离变压器是否工作正常。在一示例性实施例中，所述一个初级线圈和两个次级线圈的电压变比为1:1:1。在一示例性实施例中，所述信号处理单元的将所述差分信号与预设频率和/或预设幅值进行比较，以检测待测信号的状态，包括：如果所述差分信号的频率与预设频率相同，且所述差分信号的幅值高于预设幅值，则所述初级线圈侧有待测信号输入；如果所述差分信号的幅值低于预设幅值，则所述初级线圈侧没有待测信号输入。在一示例性实施例中，所述信号处理单元的将所述共模信号与所述检测信号进行比较，以检测所述两个采集通道和隔离变压器是否工作正常，包括：如果所述次级线圈的两端子的共模信号的频率与该所述次级线圈的中心抽头接收的检测信号的频率相同，且共模信号的幅值为所述检测信号的幅值的两倍，则该所述次级线圈连接的采集通道及隔离变压器正常。在一示例性实施例中，所述两个次级线圈的中心抽头接收的所述检测信号的频率不同。在一示例性实施例中，所述检测通道包括数模转换单元；所述采集通道包括相互连接的滤波及信号调理单元和模数转换单元，所述滤波及信号调理单元和所述隔离变压器相连接，所述模数转换单元和所述信号处理单元相连接。本申请还提供了一种移频轨道电路接收器，包括两个如上任一所述的轨道电路接收器，其中：一个轨道电路接收器的待测信号为主轨道信号；另一个轨道电路接收器的待测信号为小轨道信号。在一示例性实施例中，所述信号处理单元包括两个，所述主轨道信号对应的一个采集通道、一个检测通道以及所述小轨道信号对应的一个采集通道、一个检测通道共用一个信号处理单元；所述主轨道信号对应的另一个采集通道、另一个检测通道以及所述小轨道信号对应的另一个采集通道、另一个检测通道共用另一个信号处理单元。在一示例性实施例中，所述信号处理单元包括相互连接的现场可编程门阵列FPGA和中央处理器CPU，所述FPGA分别与所述采集通道和所述检测通道相连接，所述FPGA还和外部通信接口相连接，用于接口处理以及信号缓存；所述CPU用于信号处理并控制所述FPGA的输出。与相关技术相比，本申请的轨道电路接收器和移频轨道电路接收器，通过设置中心抽头和检测通道，能够对轨道电路接收器进行完整性检查，提高了轨道电路接收器的安全性，降低了硬件随机故障而引发的不安全概率，且对于采集通道故障而返厂维修的产品，提高了维修效率；同时，通过对隔离变压器进行检查，减少了生产工序，提高了生产效率。本申请的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本申请而了解。本申请的其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所描述的方案来实现和获得。附图说明附图用来提供对本申请技术方案的理解，并且构成说明书的一部分，与本申请的实施例一起用于解释本申请的技术方案，并不构成对本申请技术方案的限制。图1为相关技术中的一种移频轨道电路接收器的结构示意图；图2为相关技术中的另一种移频轨道电路接收器的结构示意图；图3为本专利技术实施例的一种轨道电路接收器的结构示意图；图4为本专利技术实施例的一种隔离变压器的结构示意图；图5为单待测信号时，隔离变压器的工作原理示意图；图6为单检测信号时，隔离变压器的工作原理示意图；图7为正常工作(待测信号+检测信号)时，隔离变压器的工作原理示意图；图8为本专利技术实施例的一种移频轨道电路接收器的结构示意图；图9为本专利技术实施例的另一种移频轨道电路接收器的结构示意图。具体实施方式本申请描述了多个实施例，但是该描述是示例性的，而不是限制性的，并且对于本领域的普通技术人员来说显而易见的是，在本申请所描述的实施例包含的范围内可以有更多的实施例和实现方案。尽管在附图中示出了许多可能的特征组合，并在具体实施方式中进行了讨论，但是所公开的特征的许多其它组合方式也是可能的。除非特意加以限制的情况以外，任何实施例的任何特征或元件可以与任何其它实施例中的任何其他特征或元件结合使用，或可以替代任何其它实施例中的任何其他特征或元件。本申请包括并设想了与本领域普通技术人员已知的特征和元件的组合。本申请已经公开的实施例、特征和元件也可以与任何常规特征或元件组合，以形成由权利要求限定的独特的专利技术方案。任何实施例的任何特征或元件也可以与来自其它专利技术方案的特征或元件组合，以形成另一个由权利要求限定的独特的专利技术方案。因此，应当理解，在本申请中示出和/或讨论的任何特征可以单独地或以任何适当的组合来实现。因此，除了根据所附权利要求及其等同替换所做的限制以外，实施例不受其它限制。此外，可以在所附权利要求的保护范围内进行本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种轨道电路接收器，其特征在于，包括信号处理单元、隔离变压器、两个采集通道、两个检测通道，两个采集通道构成二取二结构，其中：隔离变压器包括一个用于接收待测信号的初级线圈和两个分别设有一中心抽头的次级线圈；每个采集通道分别用于，采集一个次级线圈的两端子的差分信号与共模信号，并输出至信号处理单元；信号处理单元通过每个检测通道向变压器次级线圈中心抽头发送检测信号；信号处理单元用于，将所述差分信号与预设频率和/或预设幅值进行比较，以检测待测信号的状态，并将所述共模信号与所述检测信号进行比较，以检测所述两个采集通道和隔离变压器是否工作正常。

【技术特征摘要】
1.一种轨道电路接收器，其特征在于，包括信号处理单元、隔离变压器、两个采集通道、两个检测通道，两个采集通道构成二取二结构，其中：隔离变压器包括一个用于接收待测信号的初级线圈和两个分别设有一中心抽头的次级线圈；每个采集通道分别用于，采集一个次级线圈的两端子的差分信号与共模信号，并输出至信号处理单元；信号处理单元通过每个检测通道向变压器次级线圈中心抽头发送检测信号；信号处理单元用于，将所述差分信号与预设频率和/或预设幅值进行比较，以检测待测信号的状态，并将所述共模信号与所述检测信号进行比较，以检测所述两个采集通道和隔离变压器是否工作正常。2.根据权利要求1所述的轨道电路接收器，其特征在于，所述信号处理单元的将所述差分信号与预设频率和/或预设幅值进行比较，以检测待测信号的状态，包括：如果所述差分信号的频率与预设频率相同，且所述差分信号的幅值高于预设幅值，则所述初级线圈侧有待测信号输入；如果所述差分信号的幅值低于预设幅值，则所述初级线圈侧没有待测信号输入。3.根据权利要求1所述的轨道电路接收器，其特征在于，所述一个初级线圈和两个次级线圈的电压变比为1:1:1。4.根据权利要求3所述的轨道电路接收器，其特征在于，所述信号处理单元的将所述共模信号与所述检测信号进行比较，以检测所述两个采集通道和隔离变压器是否工作正常，包括：如果所述次级线圈的两端子的共模信号的频率与该所述次级线圈的中心抽头接收的检测信号的频率相同，且共模...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙宁先，王连福，李明兵，高华敏，
申请(专利权)人：北京和利时系统工程有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11