專利名稱：用于軌道交通信號應(yīng)答器的信號調(diào)制電路和解調(diào)電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種信號調(diào)制和解調(diào)電路，尤其是一種用于軌道交通信號應(yīng)答器 的信號調(diào)制電路和解調(diào)電路，屬于城市軌道通信信號設(shè)備領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
應(yīng)答器設(shè)備是一種用電磁感應(yīng)原理構(gòu)成的高速點(diǎn)式數(shù)據(jù)傳輸設(shè)備，可用于向列車 自動控制系統(tǒng)(ATC)傳送線路基本參數(shù)、線路速度、特殊定位、列車運(yùn)行目標(biāo)數(shù)據(jù)、臨時(shí)限 速、車站進(jìn)路等固定和實(shí)時(shí)可變的信息。如

圖1所示，現(xiàn)有的應(yīng)答器設(shè)備包括車載應(yīng)答器和地面應(yīng)答器，車載應(yīng)答器包括 發(fā)送系統(tǒng)和接收系統(tǒng)，其中發(fā)送系統(tǒng)包括載頻發(fā)生器、功率放大器和車載天線，接收系統(tǒng)包 括車載天線、濾波器、數(shù)字解調(diào)器和信息處理器；地面應(yīng)答器包括含頻移鍵控(FSK)調(diào)制單 元的信號發(fā)生器、編碼存儲器等。其工作原理是車載應(yīng)答器工作時(shí)，載頻發(fā)生器振蕩產(chǎn)生 的27. 095MHz載頻通過功率放大器放大后經(jīng)車載天線不停的向外發(fā)送；當(dāng)運(yùn)行中的機(jī)車經(jīng) 過地面應(yīng)答器上方時(shí)，處于休眠狀態(tài)的地面應(yīng)答器接收來自車載天線發(fā)射的27. 095MHz功 率信號，經(jīng)整流穩(wěn)壓后變?yōu)閼?yīng)答器內(nèi)部電路供電，同時(shí)控制FSK調(diào)制單元產(chǎn)生相位連續(xù)的 上行鏈路FSK信號，經(jīng)由放大驅(qū)動電路，將該信號通過FSK發(fā)射天線回送給車載天線；車載 天線具有雙工功能，其接收到的信息經(jīng)過濾波、解調(diào)、校驗(yàn)、譯碼等一系列處理，形成準(zhǔn)確的 報(bào)文后，便傳輸給車載控制系統(tǒng)，顯示系統(tǒng)和其他相關(guān)系統(tǒng)，完成向運(yùn)行列車提供必要信息 的使命?，F(xiàn)有設(shè)備存在的問題在于，F(xiàn)SK信號的產(chǎn)生需要振蕩電路，其頻率取決于外圍電阻 電容，頻率調(diào)整范圍窄，需要改變頻率時(shí)只能改變外圍電路，而且外圍電路的溫漂對電路影 響很大，操作繁瑣，效果也不好。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于針對上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，提出一種結(jié)構(gòu)簡單、操作 方便的用于軌道交通信號應(yīng)答器的信號調(diào)制電路和解調(diào)電路。為了達(dá)到以上目的，本實(shí)用新型的用于軌道交通信號應(yīng)答器的信號調(diào)制電路包括 依次連接的數(shù)字信號處理器(DSP)、直接數(shù)字式頻率合成器(DDS)頻率調(diào)制器、功率放大器 和線圈耦合發(fā)送器。進(jìn)一步地，所述直接數(shù)字式頻率合成器(DDS)頻率調(diào)制器包括兩個(gè)頻率寄存器。用于軌道交通信號應(yīng)答器的信號解調(diào)電路包括數(shù)字信號處理器(DSP)、直接數(shù)字 式頻率合成器(DDS)頻率產(chǎn)生器、接受信號放大器、乘法混頻器、帶通濾波器、整形濾波器， 所述數(shù)字信號處理器(DSP)的輸出端經(jīng)直接數(shù)字式頻率合成器(DDS)頻率產(chǎn)生器與乘法混 頻器的第一輸入端相連，所述乘法混頻器的輸出端依次經(jīng)帶通濾波器和整形濾波器與數(shù)字 信號處理器(DSP)的輸入端相連，所述信號放大器與乘法混頻器的第二輸入端相連。本實(shí)用新型的信號調(diào)制電路采用數(shù)字信號處理器(DSP)，可以充分發(fā)揮直接數(shù)字式頻率合成器(DDS)調(diào)制的優(yōu)點(diǎn)和靈活性，在不改變外圍電路的情況下，只通過軟件編程 就可以方便實(shí)現(xiàn)FSK信號的調(diào)制；信號解調(diào)電路將接收到的高頻調(diào)制信號通過混頻后變?yōu)?低頻調(diào)制信號，經(jīng)過整形濾波后送到數(shù)字信號處理器(DSP)進(jìn)行軟件解調(diào)，利用DSP的高處 理性能，將解調(diào)的工作主要交給軟件來實(shí)現(xiàn)，從而簡化了電路，降低了成本。
以下結(jié)合附圖對本實(shí)用新型作進(jìn)一步的說明。圖1為現(xiàn)有應(yīng)答器設(shè)備的示意圖。圖2為本實(shí)用新型實(shí)施例的信號調(diào)制電路示意圖。圖3為圖2實(shí)施例的信號解調(diào)電路示意圖。圖4為圖2實(shí)施例的軟件解調(diào)流程示意圖。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例一本實(shí)施例的用于軌道交通信號應(yīng)答器的信號調(diào)制電路和解調(diào)電路如圖2-3所示。信號調(diào)制電路包括依次連接的數(shù)字信號處理器(DSP)、直接數(shù)字式頻率合成器 (DDS)頻率調(diào)制器、功率放大器和線圈耦合發(fā)送器。直接數(shù)字式頻率合成器(DDS)頻率調(diào)制器包括兩個(gè)頻率寄存器(圖中未示)。信號解調(diào)電路包括數(shù)字信號處理器(DSP)、直接數(shù)字式頻率合成器(DDS)頻率產(chǎn) 生器、接受信號放大器、乘法混頻器、帶通濾波器、整形濾波器，數(shù)字信號處理器(DSP)的輸 出端a經(jīng)直接數(shù)字式頻率合成器(DDS)頻率產(chǎn)生器與乘法混頻器的第一輸入端b相連，乘 法混頻器的輸出端c依次經(jīng)帶通濾波器和整形濾波器與數(shù)字信號處理器(DSP)的輸入端d 相連，信號放大器與乘法混頻器的第二輸入端e相連。本實(shí)施例中，數(shù)字信號處理器(DSP)為TI公司的TMS 320C2407A型DSP。調(diào)制電路運(yùn)行過程DSP發(fā)頻率控制字給DDS頻率調(diào)制器，使DDS的兩個(gè)頻率寄存 器裝載不同的頻率值，例如頻率寄存器0裝載高頻率值，頻率寄存器1裝載低頻率值；然后 再通過發(fā)頻率控制字設(shè)置DDS控制寄存器就可以選擇頻率寄存器，從而產(chǎn)生FSK調(diào)制信號， FSK信號經(jīng)過功率放大器的幅值放大和電流放大后實(shí)現(xiàn)功率放大，最后由線圈耦合發(fā)送器 發(fā)送出去。解調(diào)電路運(yùn)行過程從軌道上接收到的FSK信號，經(jīng)過接受信號放大器的運(yùn)算放 大，在乘法混頻器中，與由DDS頻率產(chǎn)生器產(chǎn)生的一定頻率的正弦信號進(jìn)行混頻，從而產(chǎn)生 兩種輸入信號的和頻和差頻信號，然后帶通濾波器將和頻信號濾除保留差頻信號，再經(jīng)整 形濾波器進(jìn)入DSP，再通過軟件解調(diào)差頻信號，最終還原出調(diào)制信號。軟件解調(diào)流程見圖4。設(shè)高頻信號的周期為Tl，計(jì)數(shù)單元為nl ；低頻信號的周期為T2，計(jì)數(shù)單元為n2。若接收到的信號的周期T = Tl，則說明是高頻信號，則nl加1，若nl的個(gè)數(shù)等于 1的話，則統(tǒng)計(jì)n2，看看有多少個(gè)低頻信號，從而統(tǒng)計(jì)出數(shù)字信號0的個(gè)數(shù)；若接收到的信號 的周期T = Τ2，則說明是低頻信號，則n2加1，若n2的個(gè)數(shù)等于1的話，則統(tǒng)計(jì)nl，看看有 多少個(gè)高頻信號，從而統(tǒng)計(jì)出數(shù)字信號1的個(gè)數(shù)；從而實(shí)現(xiàn)了 FSK調(diào)制信號的軟件解調(diào)。[0026]DDS是一種全數(shù)字化的頻率合成器，它以一個(gè)高穩(wěn)定的晶振頻率為參考，通過寫入 不同的頻率控制字就能產(chǎn)生穩(wěn)定的不同頻率的正弦波。DDS的優(yōu)點(diǎn)是頻率切換時(shí)相位連 續(xù)，頻率轉(zhuǎn)換時(shí)間極短，頻率分辨率很高，相對帶寬很寬，全數(shù)字化實(shí)現(xiàn)，頻率、相位和幅度 均可實(shí)現(xiàn)程控，因此能夠和計(jì)算機(jī)緊密結(jié)合在一起，充分發(fā)揮軟件作用。除上述實(shí)施例外，本實(shí)用新型還可以有其他實(shí)施方式。凡采用等同替換或等效變 換形成的技術(shù)方案，均落在本實(shí)用新型要求的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求1.一種用于軌道交通信號應(yīng)答器的信號調(diào)制電路，其特征是，包括依次連接的數(shù)字信 號處理器、直接數(shù)字式頻率合成器頻率調(diào)制器、功率放大器和線圈耦合發(fā)送器。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于軌道交通信號應(yīng)答器的信號調(diào)制電路，其特征是，所述 直接數(shù)字式頻率合成器頻率調(diào)制器包括兩個(gè)頻率寄存器。
3.一種用于軌道交通信號應(yīng)答器的信號解調(diào)電路，其特征是，包括數(shù)字信號處理器、直 接數(shù)字式頻率合成器頻率產(chǎn)生器、接受信號放大器、乘法混頻器、帶通濾波器、整形濾波器， 所述數(shù)字信號處理器的輸出端經(jīng)直接數(shù)字式頻率合成器頻率產(chǎn)生器與乘法混頻器的第一 輸入端相連，所述乘法混頻器的輸出端依次經(jīng)帶通濾波器和整形濾波器與數(shù)字信號處理器 的輸入端相連，所述信號放大器與乘法混頻器的第二輸入端相連。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種用于軌道交通信號應(yīng)答器的信號調(diào)制電路和解調(diào)電路。信號調(diào)制電路包括依次連接的數(shù)字信號處理器(DSP)、直接數(shù)字式頻率合成器(DDS)頻率調(diào)制器、功率放大器和線圈耦合發(fā)送器。信號解調(diào)電路包括數(shù)字信號處理器(DSP)、直接數(shù)字式頻率合成器(DDS)頻率產(chǎn)生器、接受信號放大器、乘法混頻器、帶通濾波器、整形濾波器。本實(shí)用新型的信號調(diào)制電路在不改變外圍電路的情況下，只通過軟件編程就可以方便實(shí)現(xiàn)FSK信號的調(diào)制；信號解調(diào)電路將解調(diào)的工作主要交給軟件來實(shí)現(xiàn)，從而簡化了電路，降低了成本。
文檔編號H04L27/12GK201781502SQ20102052983
公開日2011年3月30日 申請日期2010年9月14日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月14日
發(fā)明者吳旋, 奚華鋒, 王愛武, 肖陽俊, 謝勇 申請人:南車南京浦鎮(zhèn)車輛有限公司