通讯环线制造技术

一种用于电车车地通信的通讯环线，其包括沿轨道铺设的感应环线部和车载的信号收发部，所述感应环线部包括交叉形感应环线及通信模块，所述信号收发部包括收发天线及通信模块，所述通信模块包括2FSK调制电路和2FSK解调电路。所述调制电路包括单片机、参考时钟源、数控振荡器、相位调制器、查询表模块、数模转换器及放大电路。所述解调电路包括限压模块、鉴相器、环路滤波器、压控振荡器、放大电路、箝位电路及施密特触发器。本发明专利技术的通讯环线结构具有可调节性，可适用于多种应用环境，更适合模块化应用。

【技术实现步骤摘要】


本专利技术涉及通讯环线领域，更具体地涉及用于有轨电车进行车地通信的通讯环线。

技术介绍

车地通信主要是指有轨电车与轨道旁设备之间的通信，其通常是通过埋设在轨道上的环线与设于有轨电车车体上的收发天线建立有轨电车车载设备与轨旁设备之间的无线数据通信。
埋设于轨道中的环线可用于实现与有轨电车车载设备的数据通信，且可以安装在轨道中间，从而适应整体水泥道床或者砟石道床环境，且在安装完的环线上面可以覆盖草坪或经过水泥防护后浇灌沥青，是现代有轨电车车地通信及辅助定位的有效解决方案。
用于有轨电车通信的通讯环线通常包括设于轨道上的感应环线部和设于有轨电车上的信号收发部。感应环线部主要包括沿轨道铺设的感应环线，以及用于向感应环线发送或者从感应环线接收通信数据的通信模块。信号收发部主要包括信号收发天线及用于向感应环线发送或者从感应环线接收通信数据的通信模块。信号收发部和感应环线部中的通信模块可以是一致的，该通信模块主要包括信号调制解调电路及相应的功率放大电路。

技术实现思路

本专利技术提出了一种用于电车车地通信的通讯环线，其中采用交叉形感应环线沿电车轨道铺设，车载的信号收发部采用收发一体的单一天线结构，使得通信模块相比现有采用收发天线分立设置方式下的通信模块更为简单，降低了系统的整体复杂性及成本。相应地，还对通信模块结构进行了相应设计，使其在这种单一天线结构中也能保证通讯环线具有较高的成码率及稳定性。此外，本专利技术的通讯环线结构具有可调节性，可适用于多种应用环境，更适合模块化应用。
根据本专利技术的通讯环线，其可以包括沿轨道铺设的感应环线部和车载的信号收发部。所述感应环线部包括感应环线及通信模块，所述信号收发部包括收发天线及通信模块，所述感应环线为交叉形，所述收发天线为单根天线，所述通信模块包括2FSK调制电路和2FSK解调电路；所述调制电路包括单片机、参考时钟源、数控振荡器、相位调制器、查询表模块、数模转换器及放大电路；其中，所述参考时钟源用于为所述数控振荡器提供参考时钟信号；所述数控振荡器包括相位累加器，所述单片机向所述数控振荡器输出控制信号以控制所述相位累加器的相位步长；所述相位调制器对数控振荡器的输出进行相位调制，并输出至所述查询表模块，通过所述查询表模块将相位信息转换成幅度信息，从而获得正弦波波形的幅值离散值；数模转换器将所述正弦波波形的幅值离散值转换输出模拟正弦电流信号；所述放大电路包括运算放大器U1，其用于将模数转换器输出的电流模拟信号转换为电压模拟信号并进行信号放大，其中所述数模转换器经隔直电容C1将电流模拟信号输入至所述运算放大器U1的同相输入端；所述运算放大器的反相输入端经由可调电阻与电源电路连接，通过调节所述可调电阻的阻值改变所述放大电路的增益值，从而实现放大增益的可调。
其中，所述解调电路可以包括限压模块、鉴相器、环路滤波器、压控振荡器、放大电路、箝位电路及施密特触发器；所述限压模块包括二极管和三极管，所述收发天线接收的调制信号经隔直电容输入所述限压模块，从而输出电压幅值在所述限压模块允许通过范围内的信号；所述鉴相器、所述环路滤波器和所述压控振荡器构成锁相环结构；所述鉴相器还对输入的两个信号进行相位比较，并基于两者的相位差输出相应的相差电压；所述环路滤波器由电阻和电容构成，滤除从所述鉴相器输出的相差电压中的高频及噪声成分；所述相差电压经滤波处理后被所述放大电路进行放大，并分为两路信号，其中一路信号直接被输入至所述施密特触发器，而另一路信号则经由所述箝位电路处理后被输入至所述施密特触发器；其中，当所述锁相环结构处于锁定状态时，所述另一路相差电压信号经所述箝位电路处理后形成为由所述调制信号中的两个频率值确定的参考电压。
进一步地，所述解调电路可以包括频率调节电路，用于与所述压控振荡器连接以通过改变所述压控振荡器的电容值来改变所述压控振荡器的中心频率，所述频率调节电路由2个多路开关及一组电容构成；每个多路开关包括4个开关，所述一组电容包括4个电容值不同的电容，所述开关的导通或切断通过所述单片机进行控制。
进一步地，所述信号收发部可以包括数控模拟开关模块，用于实现所述信号收发部在信号发送模式和信号接收模式之间的切换；所述数控模拟开关模块包括2个双向模拟开关，所述双向模拟开关中的每一个均具有输入端、输出端和控制端，所述双向模拟开关的所述控制端与所述单片机连接以接收所述单片机的控制信号来控制所述模拟开关的导通或者关闭，所述双向模拟开关之一的输入端连接所述调制电路且输出端连接所述收发天线，从而构成通信信号发送通道；所述双向模拟开关中的另一个的输入端连接所述收发天线且输出端连接所述解调电路，从而构成通信信号接收通道。
进一步地，本专利技术的通讯环线可以包括设置于中央控制室中的公共参考时钟模块，所述公共参考时钟模块包括公共参考时钟源及若干个可调延时芯片，所述公共参考时钟源的输出信号通过所述可调延时芯片之一发送给沿所述感应环线部中的通信模块以提供参考时钟信号。
进一步地，本专利技术中的电源电路可以包括变压器TL、直流电源、二极管D1~D4、晶体管T1-T2以及max666和ICL型电压转换芯片。变压器TL的初级线圈连接220V市电，次级线圈的两端分别连接由二极管D1~D4构成的全波整流电路的两个输入端。所述全波整流电路的正向输出端连接max666芯片的输入端口Vin，且分别经电容C2连接GND、经电容C1连接所述max666芯片的LB1端口。晶体管T1的发射极经电阻R1连接全波整流电路的正向输出端，基极经电阻R3与GND连接且经电阻R4和R5连接max666芯片的输入端口Vin，收集极经电阻R2连接GND。晶体管T2的发射极连接全波整流电路的正向输出端，基极经电阻R6与max666芯片的LBO端口连接，收集极经电阻R10连接GND。max666芯片的SHDN端口经电阻R10连接GND；所述max666芯片的Vout端口经电阻R7、R8和R9连接GND。电源电路的正电压输出端连接于电阻R7和R8之间，输出+5V的直流电压，正电压输出端同时还经电容C3与GND连接。max666芯片的Vset端口连接于电阻R8和R9之间。ICL型芯片的Vin端口连接电源电路的正电压输出端，Vout端口输出-5V的直流电压。所述电源电路的负电压输出端还经电容C5与GND连接。ICL型芯片的CAP+端口和CAP-端口经电容C4连接。更进一步地，max666芯片的Vin端口还可以经开关与所述直流电源连接，所述开关在市电断电情形被检测到时闭合以由直流电源替代供电。直流电源可以为太阳能蓄电池的形式。
进一步地，根据本专利技术的通讯环线还可以包括用于容纳信号发生部的控制盒。控制盒可以包括具有顶面和四个侧壁的上壳体、设于上壳体上的缓冲构件、与上壳体配合的下壳体、以及设于下壳体上的弹性构件。缓冲构件通过过盈配合与上壳体的侧壁的下端固定连接，且位于上、下壳体之间以用于与弹性构件相抵接。
更进一步地，上壳体的侧壁下端设有相比更薄的突出部。缓冲构件具有四个相连侧壁以形成中空边框形状，且其侧壁具有通过连接部连接的外部及内部，其中外部与内部之间具有开口以与所述突出部形成过盈配合。从开口沿缓冲构件顶面向内延伸形成有突起，其在开口与上壳体的突本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种通讯环线，其包括沿轨道铺设的感应环线部和车载的信号收发部，所述感应环线部包括感应环线及通信模块，所述信号收发部包括收发天线及通信模块，所述感应环线为交叉形，所述收发天线为单根天线，所述通信模块包括2FSK调制电路和2FSK解调电路；其特征在于，所述调制电路包括单片机、参考时钟源、数控振荡器、相位调制器、查询表模块、数模转换器及放大电路；其中，所述参考时钟源用于为所述数控振荡器提供参考时钟信号；所述数控振荡器包括相位累加器，所述单片机向所述数控振荡器输出控制信号以控制所述相位累加器的相位步长；所述相位调制器对数控振荡器的输出进行相位调制，并输出至所述查询表模块，通过所述查询表模块将相位信息转换成幅度信息，从而获得正弦波波形的幅值离散值；数模转换器将所述正弦波波形的幅值离散值转换输出模拟正弦电流信号；所述放大电路包括运算放大器U1，其用于将模数转换器输出的电流模拟信号转换为电压模拟信号并进行信号放大，其中所述数模转换器经隔直电容C1将电流模拟信号输入至所述运算放大器U1的同相输入端；所述运算放大器的反相输入端经由可调电阻与电源电路连接，通过调节所述可调电阻的阻值改变所述放大电路的增益值，从而实现放大增益的可调。...

【技术特征摘要】
1.一种通讯环线，其包括沿轨道铺设的感应环线部和车载的信号收发部，所述感应环线部包括感应环线及通信模块，所述信号收发部包括收发天线及通信模块，所述感应环线为交叉形，所述收发天线为单根天线，所述通信模块包括2FSK调制电路和2FSK解调电路；
其特征在于，所述调制电路包括单片机、参考时钟源、数控振荡器、相位调制器、查询表模块、数模转换器及放大电路；其中，所述参考时钟源用于为所述数控振荡器提供参考时钟信号；所述数控振荡器包括相位累加器，所述单片机向所述数控振荡器输出控制信号以控制所述相位累加器的相位步长；所述相位调制器对数控振荡器的输出进行相位调制，并输出至所述查询表模块，通过所述查询表模块将相位信息转换成幅度信息，从而获得正弦波波形的幅值离散值；数模转换器将所述正弦波波形的幅值离散值转换输出模拟正弦电流信号；
所述放大电路包括运算放大器U1，其用于将模数转换器输出的电流模拟信号转换为电压模拟信号并进行信号放大，其中所述数模转换器经隔直电容C1将电流模拟信号输入至所述运算放大器U1的同相输入端；所述运算放大器的反相输入端经由可调电阻与电源电路连接，通过调节所述可调电阻的阻值改变所述放大电路的增益值，从而实现放大增益的可调。
2.如权利要求1所述的通讯环线，其特征在于，所述解调电路包括限压模块、鉴相器、环路滤波器、压控振荡器、放大电路、箝位电路及施密特触发器；所述限压模块包括二极管和三极管，所述收发天线接收的调制信号经隔直电容输入所述限压模块，从而输出电压幅值在所述限压模块允许通过范围内的信号；所述鉴相器、所述环路滤波器和所述压控振荡器构成锁相环结构；所述鉴相器还对输入的两个信号进行相位比较，并基于两者的相位差输出相应的相差电压；所述环路滤波器由电阻和电容构成，滤除从所述鉴相器输出的相差电压中的高频及噪声成分；所述相差电压经滤波处理后被所述放大电路进行放大，并分为两路信号，其中一路信号直接被输入至所述施密特触发器，而另一路信号则经由所述箝位电路处理后被输入至所述施密特触发器；其中，当所述锁相环结构处于锁定状态时，所述另一路相差电压信号经所述箝位电路处理后形成为由所述调制信号中的两个频率值确定的参考电压。
3.如权利要求2所述的通讯环线，其特征在于，所述解调电路进一步包括频率调节电路，用于与所述压控振荡器连接以通过改变所述压控振荡器的电容值来改变所述压控振荡器的中心频率，所述频率调节电路由2个多路开关及一组电容构成；每个多路开关包括4个开关，所述一组电容包括4个电容值不同的电容，所述开关的导通或切断通过所述单片机进行控制。
4.如权利要求3所述的通讯环线，其特征在于，所述信号收发部进一步包括数控模拟开关模块，用于实现所述信号收发部在信号发送模式和信号接收模式之间的切换；所述数控模拟开关模块包括2个双向模拟开关，所述双向模拟开关中的每一个均具有输入端、输出端和控制端，所述双向模拟开关的所述控制端与所述单片机连接以接收所述单片机的控制信号来控制所述模拟开关的导通或者关闭，所述双向模拟开关之一的输入端连接所述调制电路且输出端连接所述收发天线，从而构成通信信号发送通道；所述双向模拟开关中的另一个的输入端连接所述收发天线且输出端连接所述解调电路，从而构成通信信号接收通道。
5.如权利要求4所述的通讯环线，其特征在于，进一步包括设置于中央控制室中的公共参考时钟模块，所述公共参考时钟模块包括公共参考时钟源及若干个可调延时芯片，所述公共参考时钟源的输出信号通过所述可调延时芯片之一发送给所述感应环线部中的通信模块以提供参考时钟信号。
6.如权利要求5所述的通讯环线，其特征在于，所述电源电路包括变压器TL、直流电源battery、二极管D1~D4、晶体管T1-T2以及max666和ICL型电压转换芯片；其中，所述变压器TL的初级线圈连接220V市电，所述变压器TL的次级线圈的两端分别连接由所述二极管D1~D4构成的全波整流电路的两个输入端；所述全波整流电路的正向输出端连接所述max666芯片的输入端口Vin，并且分别经电容C2连接GND、经电容C1连接所述max666芯片的LB1端口；所述晶体管T1的发射极经电阻R1连接所述全波整流电路的正向输出端，基极经电阻R3与GND连接且经电阻R4和R5连接所述max666芯片的输入端口Vi...

【专利技术属性】
技术研发人员：顾佳捷，周在福，王燕勇，凌祝军，张杭君，沈瑜平，钟建哲，
申请(专利权)人：杭州钱江称重技术有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33