雙重視角下單片機技術運用于鐵路移頻自動閉塞系統研究

陳志剛

摘 要 隨著社會的不斷發展，越來越多的新技術在鐵路系統中得到了較好的應用。單片機技術是一項近些年發展較快并且備受關注的技術，在鐵路信號系統中的應用也已經十分廣泛。本文中筆者將對單片機技術在鐵路信號一品自動閉塞系統中的解調移頻信號的作用進行分析，從而對系統正確接收信號、提取低頻脈沖、調制信號、有效抑制軌道電路干擾等果方面的功能進行羅列，并對其信噪比進行分析，以期能夠更好的推進單片機技術在鐵路移頻自動閉塞系統中的運用，促進鐵路系統的進一步發展。

【關鍵詞】鐵路 移頻自動閉塞 單片機 應用

音頻自動閉塞系統是由軌道電路、接收設備和發送設備共同組成的，發射設備主要是通過本信號點的信號產生低頻信號方波，平調制相應的移頻信號，接收設備則通過對接收到的移頻信號進行處理，在解調后整理出低頻信息，根據信號來控制本區段的信號燈狀態。早期的移頻信號自動閉塞系統一般采用器件分離的方法，不僅故障率較高，而且體積較大，對干擾的抵抗能力差。現如今，在集成電路的發展下，電路技術有了很大的改進，移頻信號產生了多種多樣的解調方法。單片機技術就是如今發展較廣的一種移頻自動閉塞發送設備系統的應用，對移頻自動閉塞系統的組成環路進行了數字化和集成化的改進，在體積和成本方面有很大的改善，并且在可靠性方面有所提升。下面將對單片機技術進行進一步的介紹。

1 系統組成

在單片機參與的移頻解調系統一般包含單獨的輸出和輸入通道，在核心單片機的帶動下，輸入通道將電路接收的移頻信號進行放大和損耗處理，將產生的正弦恒定信號送入鎖相環路，并在環路中通過整形和濾波作用得到低頻信號的方波脈沖，單片機在接到信號后對方波脈沖的頻率進行測定并找到相應的控制信號并送出，在輸出通道的傳遞下對信號燈的顯示進行控制。

2 單片機及低頻信息編碼電路

單片機通過對低功耗集成電路的選用，與內部自帶的RAM相結合，實現與集成電路的兼容，并且還具有保護和存儲功能，能夠有效的防止外來入侵對程序的非法拷貝。然后再對數據總線進行讀入，并將結果放到內部的RAM單元中，產生低頻控制編碼。通過此低頻控制編碼產生輸出控制字，從而控制低頻信號通道產生信號。單片機在產生移頻信號和對低頻信號進行控制的同時還要測量低頻信號的頻率，并將其與低頻控制編碼進行比對，從而對輸出低頻頻率進行驗證。

3 單片機技術用于鐵路移頻自動閉塞系統

本文中研究的單片機移頻自動閉塞系統主要有五部分構成，分別為：微處理器電路、發送電路、接收電路、電源、低頻和移頻信號形成通道。

3.1 微處理器電路

微處理器電路的組成比較復雜，包括了發送編碼器、電隔離、自動復位、安全門等在內的重要零件。由單片機的主、副處理器所形成的雙擊冗余結構，可以很好的將發來的信號傳送到主、副處理器，并且收集和編譯。之后主處理器可以借組于發送編碼器將編碼好的指令發出，通過主、副處理器的校核來保障輸入結果和狀態的穩定，從而為之后輸入脈沖信號做好充足的準備，以便最后安全門產生受控電源，傳送到系統電路中執行相對應的電路特定任務。

3.2 發送電路

由絲防護電路、受控電源、正弦濾波器、信號編碼以及移頻電壓放大器共同組成的發送電路，可以通過發送編碼器的作用，將正弦濾波器快速的轉化成所需的正弦波，同時在進入軌道之前進一步放大功率。另一方面，系統受控電源又將脈沖放大到足以產生系統特定電壓電源，保障后期信號繼電器以及放大器的供電需要。根據不同的信號繼電器條件，可以將不同類型的編碼信息傳送到制定的處理器當中，完成階段性任務。

3.3 接收電路

接收器電路跟發送電路類似，也是由幾個部分構成。包括電器驅動電路、雙門限整形器、諧振槽路以及重要的安全門。通過系統中諧振槽路的作用，可以快速的將移頻信號推進到雙門限整形器的兩個輸入端口。在整形之后便可以轉變成為相位相反但是頻率且保持不變的移頻信號。接下來，當信號進入到安全門以后，形成移頻脈沖，并且送到處理器中進行特殊的編譯工作，繼而輸入脈沖信號到電氣繼電器以及驅動電路中。最后需要通過受控電源的供電，完成信號繼電器的相關系統性工作。

3.4 電源

系統電源主要是由直流變換器、停振檢測、觸發式開關電源以及偏壓發生器等構成，其中，電源構成部分中直流變換器的輸出電壓一般為12V或者是5V，可以保障處理器以及接受電路的供電能力。而系統電源可以為直流交換器以及其他電路提供高達24V的電壓。此外，通過開關振蕩信號的驅動，偏壓發生器以及停振檢測可以創造出動態性的電源，在直流變化器開關或者其他的非人為因素出現故障時，可以為系統提供一個短暫的供電，保障正常工作的開展。

3.5低頻和移頻信號形成通道

通過單片機的作用，不同類型的信號控制可以在低頻以及移頻信號共同作用下形成的通道完成。同時定時器在分頻器的幫助下實現工作，配合低頻信號完成各項任務。另外，技術初值以及控制字都是單片機需要的，可以通過技術總線送到到系統指定的位置。為了保障后期移頻信號在上下邊切換過程中的連續性和有效性，可以適當的將輸出移頻信號做改變。具體方法是將移頻信號進過8分頻和光耦隔離的方式后，將低頻濾波器轉換為同頻率的正弦信號，最后再將功率放大，完成輸出操作。

4 結論

單片機結合集成鎖相環路能夠有效的改善移頻自動閉塞系統的接受設備，在成本和體積方面帶來很大的改觀，在安全性、可靠性以及故障檢測方面表現出優越性。本文中，重點對單片機技術用于鐵路移頻自動閉塞系統的方式進行了闡述，對其的重要組成部分進行剖析，以期能夠更好的促進其在這一領域的發展。相信在不斷研究和探索下，單片機技術一定會在鐵路信號系統和整個鐵路系統中得到更大的發展空間。

參考文獻

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作者單位

蘇州高等職業技術學校 江蘇省蘇州市 215000endprint