多功能列车移频信号检测传感器制造技术

本实用新型专利技术为多功能列车移频信号检测传感器，解决已有移频信号检测传感器结构复杂、体积大、成本高的问题。列车移频信号经采样测量电路（１）后经光电隔离电路（２）输出电信号，经５０Ｈｚ分量与１７００Ｈｚ～２６００Ｈｚ分量分离电路（３）后，一路经过５０Ｈｚ分量滤波输出变换电路（４）处理后输出；另一路将移频信号中１７００Ｈｚ～２６００Ｈｚ信号成分还原为１７００Ｈｚ～２６００Ｈｚ标准信号输出后再经过１７００Ｈｚ～２６００Ｈｚ分量滤波输出变换电路（５）处理。电源电路（６）输入端直接与光电隔离电路（２）后端、５０Ｈｚ分量与１７００Ｈｚ～２６００Ｈｚ分量分离电路（３）、５０Ｈｚ分量滤波输出变换电路（４）及１７００Ｈｚ～２６００Ｈｚ分量滤波输出变换电路（５）连接。电源电路（６）经电磁隔离后与采样测量电路（１）、光电隔离电路（２）前端连接。（*该技术在2018年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术与列控设备动态监测系统的列车移频信号检测装置有关。技术背景列车移频信号监测子系统是列控设备动态监测系统的重要组成部 分，它将列车运行与信号显示等联系起来，用来监测铁路线路的占用情 况，以便及时向列车、控制室传递行车信息，确保铁路列车的安全运行。 铁路一次次提速，移频信号也随之经过多次发展，从早期的集中式移频 到UM71制式移频，再到现在的ZPW2000移频信号。移频信号的监测主 要为对复合信号的鉴别与分离，尤其是从轨道信号载波中把有效的移频 信号分离出来。由于我国骨干铁路的第六次大提速，已有的测试设备在测量精度上 难以满足实际的应用要求。传统的检测方案要完成移频信号的检测需要 3只传感器来实现信号的分离与检测。不仅成本高，同时增加了列控设 备动态监测装置的体积，更增加了现场布线施工的工作量，降低了系统 的可靠性。
技术实现思路
本技术的目的是提供一种体积小，成本低廉，可靠性高，方便 印制板集成安装的多功能列车移频信号检测传感器。 本技术是这样实现的-本技术多功能列车移频信号检测传感器，列车移频信号经采样 测量电路1后经光电隔离电路2输出电信号，经50Hz分量与1700Hz 2600Hz分量分离电路3后，分为两路， 一路经过50Hz分量滤波输出变 换电路5处理后将移频信号中50Hz信号成分变换为平均直流电压输出； 另一路将移频信号中1700Hz 2600 Hz信号成分还原为1700Hz 2600 Hz 标准信号输出后再经过1700Hz 2600 Hz分量滤波输出变换电路4处理 变换为平均直流电压输出.电源电路6输入端直接与光电隔离电路2输 出端、50Hz分量与1700Hz 2600Hz分量分离电路3、 50Hz分量滤波输出变换电路4、 1700Hz 2600 Hz分量滤波输出变换电路5连接，电源电路6经电磁隔离后与采样测量电路1、光电隔离电路2前端连接。采样测量电路1由采样电阻Rl、 R2和由第1芯片Nl组成的跟随器组成，强电信号经电阻R2采样后通过跟随器隔离输入到后级信号处理电路；光电隔离电路2由隔离芯片N4组成，信号从隔离芯片N4的1、 2、3、 4脚进入，从隔离芯片N4的5、 6脚输出，实现信号的隔离；50Hz分量与1700Hz 2600Hz分量分离电路3由第2、 3芯片N6、 N9组成，第2芯片N6及外围电阻、电容组成的选频电路只允许信号中50Hz分量通过，第3芯片N9及外围电阻、电容组成的选频电路只允许信号中1700Hz 2600Hz分量通过；50Hz分量滤波输出变换电路4由第2芯片N6组成的精密整流电路及第4芯片N7组成的低通滤波电路、信号幅度调节电路组成；1700Hz 2600 Hz分量滤波输出变换电路5由第5芯片Nil组成的四阶滤波电路及第4芯片N7组成的精密整流电路、信号幅度调节电路组成。电源电路6由+12V辅助电源经反向电压泵Ul变换产生-12V负电源一起为隔离后端所有功能模块提供工作电源；+12￥辅助电源经DC-DC隔离电源N5隔离产生+12V电源，再经第1、 2电压基准芯片N2、 N3变换产生士6V电源，为信号采集电路及光电隔离前端信号处理电路提供工作电源。隔离芯片N4为HCNR200，反向电压泵Ul为ICL7662，第1、 2电压基准芯片N2、 N3为LM431，第1、 3、 5芯片N1、 N9、 Nil为LM358，第2、 4芯片N6、 N7为LM324。采样测量电路1、光电隔离电路2、 50Hz分量与1700Hz 2600Hz分量分离电路3、 50Hz分量滤波输出变换电路4、 1700Hz 2600 Hz分量滤波输出变换电路5、电源电路6集成在一块印制板上，垂直印制板方向装有镀银插针，整个印制板采用树脂灌封工艺固封壳体7内。壳体7为铝制电源模块金属外壳。多功能列车移频信号检测传感器主要由采样测量电路1、光电隔离电路2、 50Hz分量与1700Hz 2600Hz分量分离电路3、 50Hz分量滤波输出变换电路4、 1700Hz 2600Hz分量滤波输出变换电路5、电源电路6组成。其中采样测量电路1将输入移频信号进行采样测量后经过线性光电隔离电路2后输出便于传感器处理的电信号。该电信号经过滤波输出变换处理后将移频信号中50Hz信号成分变换为平均直流电压输出，将移频信号中1700Hz 2600 Hz信号成分变换为两路输出， 一路还原为1700Hz 2600 Hz标准信号输出，另一路变换为平均直流电压输出。本技术具有体积小、高集成度、高精度、高隔离、低漂移、低功耗、宽温度范围等特点。本产品采用金属外壳封装，抗干扰性能好，散热可靠。树脂灌封工艺加工，耐老化，防潮，电气绝缘性高。本技术采用直插式结构，采用镀银插针与用户电路连接。可以直接把传感器焊装在电路板上使用，便于列控设备动态监测系统集中采集和处理数据。附图说明图1为本技术的电路框图。图2为本技术的封装结构图。图3为图2仰视图。图4为本技术的电路原理图。具体实施方式采样测量电路1、光电隔离电路2、 50Hz分量与1700Hz 2600Hz分量分离电路3、 50Hz分量滤波输出变换电路4、 1700Hz 2600 Hz分量滤波输出变换电路5、电源电路6集成在一块印制板上，经树脂灌封后固封于壳体7内。电路工作原理如下列车移频信号AC:0 5V从输入正、负引脚接入，经电阻R2采样后进行转换成为微弱的交流电信号，输入运算放大器Nl跟随输出。稳压管N2产生的标准电压为+ref ，电阻R9中的电流信号为幅值稳定的直流正电流信号，因此流过电阻R10的交流电流信号与电阻R9中的直流正电流信号叠加后成为幅值不断变化的直流信号，流过光耦N4的3脚与4脚，进行隔离。流过光耦N4的6脚与5脚中的电流与流过光耦N4的3脚与4脚的电流成正比例关系。稳压管N8产生的标准电压为+ref，电阻R9中的电流信号为幅值稳定的直流正电流信号，运放输入端虚断，则电阻R12中流过的电流信号等于流过光耦N4的6脚与5脚中的电流减去电阻R9中的电流值，取R9二R8，则电阻R12中的电流信号与电阻RIO中流过的电流信号相等。运放N6的1脚稳定输出与输入信号呈线性的电压信号VI，且相位滞后小。该电压信号VI分两路第一路用于处理输出50Hz信号分量对应的电信号，第二路用于处理输出1700Hz 2600Hz信号分量对应的电信号。第一路经运放N6C组成的二阶低通滤波电路滤掉信号VI中1700Hz 2600Hz高频信号，经整流滤波放大后从3脚Uo3输出50Hz信号分量的平均直流电压信号DC: 0 5V。第二路经运放N9A组成的二阶高通滤波电路滤掉信号VI中50Hz的信号量，经过放大后从1脚Uol输出1700Hz 2600Hz的标准交流信号AC: 0 5V;经过运放N11A、 N11B组成的四阶滤波电路滤掉3000Hz+的信号，经整流滤波后从2脚Uo2输出1700Hz 2600Hz信号分量的平均直流电压信号DC: 0 5V。辅助电源列控设备动态监测装置提供+12V辅助电源。DC-DC隔离器N5将+12V电源变换产生正电源+6V和负电源-6V提供隔离前端运放Nl与光耦N4的工作电源。反向电压泵Ul将+12V电源变换产生负电源-12V本文档来自技高网...

【技术保护点】
多功能列车移频信号检测传感器，其特征在于列车移频信号经采样测量电路（１）后经光电隔离电路（２）输出电信号，经５０Ｈｚ分量与１７００Ｈｚ～２６００Ｈｚ分量分离电路（３）后，分为两路，一路经过５０Ｈｚ分量滤波输出变换电路（４）处理后将移频信号中５０Ｈｚ信号成分变换为平均直流电压输出；另一路将移频信号中１７００Ｈｚ～２６００Ｈｚ信号成分还原为１７００Ｈｚ～２６００Ｈｚ标准信号输出后再经过１７００Ｈｚ～２６００Ｈｚ分量滤波输出变换电路（５）处理变换为平均直流电压输出。电源电路（６）输入端直接与光电隔离电路（２）输出端、５０Ｈｚ分量与１７００Ｈｚ～２６００Ｈｚ分量分离电路（３）、５０Ｈｚ分量滤波输出变换电路（４）、１７００Ｈｚ～２６００Ｈｚ分量滤波输出变换电路（５）连接，电源电路（６）经电磁隔离后与采样测量电路（１）、光电隔离电路（２）前端连接。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：刘晓海，
申请(专利权)人：绵阳市维博电子有限责任公司，
类型：实用新型
国别省市：51[]