數(shù)字式移頻信號(hào)檢測(cè)方法的研究與應(yīng)用.pdf

1、為保證列車的安全運(yùn)行、提高鐵路運(yùn)輸?shù)陌踩|(zhì)量，需要對(duì)鐵路移頻軌道電路進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè)，進(jìn)而從中獲得更多的信息量。對(duì)軌道電路移頻信號(hào)進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè)，是確保軌道交通可靠安全的重要前提。在軌道交通及通信技術(shù)高速發(fā)展的今天，傳統(tǒng)的軌道移頻信號(hào)檢測(cè)方法已經(jīng)凸顯出了其自身的很多缺陷，因此，借助現(xiàn)代先進(jìn)的微電子和計(jì)算機(jī)技術(shù)，設(shè)計(jì)一種新的鐵路移頻信號(hào)檢測(cè)系統(tǒng)，提高移頻信號(hào)的檢測(cè)效率，保障列車的行車安全是十分必要的。
　　 本文在分析了鐵路移頻信號(hào)的發(fā)

2、展及特點(diǎn)的基礎(chǔ)之上，詳細(xì)介紹了一套便攜式鐵路移頻信號(hào)檢測(cè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)過(guò)程，該系統(tǒng)以FPGA為數(shù)字信號(hào)處理器，輔以單片機(jī)作為整個(gè)系統(tǒng)的控制器，兩者取長(zhǎng)補(bǔ)短，相互配合，使得系統(tǒng)具有集成度高，速度快，靈活性好，實(shí)用性強(qiáng)的特點(diǎn)。
　　 鐵路信號(hào)的特點(diǎn)是頻率范圍廣，一般從幾十赫茲到幾千赫茲，幅度范圍大，最小的十幾毫伏，最大能到幾百伏，這就為鐵路信號(hào)檢測(cè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)帶來(lái)了困難，同時(shí)信號(hào)的監(jiān)測(cè)環(huán)境非常復(fù)雜，這也就對(duì)檢測(cè)設(shè)備的實(shí)用性和便攜性提出了較

3、高要求。針對(duì)以上問(wèn)題，本系統(tǒng)首先利用光繼電器和程控放大器設(shè)計(jì)了檔位切換電路，使得系統(tǒng)能夠?qū)⒎确秶蟮蔫F路信號(hào)轉(zhuǎn)化為滿足A/D采樣范圍的有效信號(hào)，其次基于FPGA設(shè)計(jì)了FIR濾波器組，對(duì)信號(hào)進(jìn)行濾波解析，檢測(cè)出信號(hào)的幅度和頻率，并將結(jié)果傳輸給單片機(jī)，單片機(jī)接受數(shù)據(jù)并利用LCD對(duì)檢測(cè)結(jié)果進(jìn)行實(shí)時(shí)顯示。為了能夠更好的適應(yīng)復(fù)雜的檢測(cè)環(huán)境，本系統(tǒng)還設(shè)計(jì)了數(shù)據(jù)存儲(chǔ)功能，將檢測(cè)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)到存儲(chǔ)器中，并設(shè)計(jì)了PC上位機(jī)應(yīng)用程序，條件允許時(shí)，我們可以通過(guò)

4、USB接口將存儲(chǔ)的檢測(cè)數(shù)據(jù)讀取到PC機(jī)上做統(tǒng)一處理分析，方便快捷。
　　 與傳統(tǒng)的鐵路信號(hào)檢測(cè)設(shè)備相比，本系統(tǒng)采用FPGA作為數(shù)字信號(hào)處理器，設(shè)計(jì)數(shù)字濾波器組對(duì)信號(hào)進(jìn)行解析、檢測(cè)?；贔PGA的并行性，多任務(wù)可同時(shí)進(jìn)行，使得數(shù)據(jù)處理速度大大加快，并設(shè)計(jì)了兩個(gè)通道，可對(duì)兩路信號(hào)同時(shí)進(jìn)行檢測(cè)；與此同時(shí)本系統(tǒng)采用可充電鋰電池供電，系統(tǒng)閑置一定時(shí)間后，自動(dòng)切斷FPGA電源，減小功耗；此外系統(tǒng)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)功能和PC機(jī)應(yīng)用程序也大大提高了系統(tǒng)