西南交通大学本科毕业设计(论文) 第19页
△/2△△△/2调谐区股道补偿电容ZPW·XKJD型机械绝缘节空心线圈扼流适配变压器扼流适配变压器双体防护盒ZPW·PT型调谐匹配单元ZPW·PT型调谐匹配单元ZPW·XKD型空心线圈双体防护盒ZPW·PT型调谐匹配单元电缆室外电缆总长7.5km或者10kmZPW·ML-K型防雷模拟网络盘CANDZPW·RS-K型衰耗冗余控制器ZPW·JT型通信接口板CANB总长7.5km或者10km室内CANEZPW·ML-K型防雷模拟网络盘ZPW·RS-K型衰耗冗余控制器FBJ(主)FBJ(备)接收器CANA列控中心微机监测图4-4 站内机械绝缘节-电气绝缘节轨道电路系统结构
CANCZPW·J-K型ZPW·F-K型发送器(主)ZPW·F-K型发送器(备) 西南交通大学本科毕业设计(论文) 第20页 4.3.3 轨道电路设备工作原理
1. 发送器 用于产生高精度、高稳定的移频信号源，采用双机热备冗余方式。产生18种低频、8种载频的高精度、高稳定的移频信号；产生足够功率的移频信号；对移频信号进行自检测，故障时向监测维护主机发出报警信息。
发送器内部采用双套相互独立的CPU处理单元。同一载频、低频编码条件源，以反码的形式分别通过互为冗余的两条CAND、CANE总线送至CPU1及CPU2。CPU1控制“移频发生器”产生移频信号，移频信号分别送至CPU1及CPU2进行频率检测。频率检测结果符合规定后，控制输出信号，经“控制与门”使移频信号送至“滤波”环节，实现方波－正弦变换。“功放”输出的移频信号送至CPU1及CPU2，进行功出电压检测。CPU1及CPU2对移频信号进行低频、载频、幅度特征检测符合要求后，驱动“安全与门”电路使发送报警继电器吸起，并使经过“功放”放大的移频信号输出至轨道。当发送端短路时，经检测使“控制与门”有10秒的关闭（休眠保护）。原理图4-5.
CAN地址输入CAND总线CANE总线CANDCANECAN地址载频条件输入CPU1载频条件读取移频发生器载频条件读取CPU2频率检测频率检测输出控制功出检测滤波功放至钢轨载频条件输入输出控制控制与门功出检测CAND总线CANE总线CANDCANECAN地址安全与门FBJCAN地址输入图4-5 发送器原理框图
CAN地址及载频编码条件读取时，为了消除干扰，采用“功率”型电路。考虑到“故障－安全”原则，应将24V直流电源变换成交流，呈动态检测方式，并将CAN
西南交通大学本科毕业设计(论文) 第21页 地址及载频编码控制电路与CPU等数字电路有效隔离。
考虑故障－安全，电路中设置了读取光耦、控制光耦。由B点送入方波信号，当＋24V电源条件电源接通时，即可从“读取光耦”受光点A点获得与B点相同的方波信号送至CPU1及CPU2，实现CAN地址及载频编码条件读取。
+5V＋24V条件电源读取光耦A读取点（输出至CPU）+5V控制光耦024 B控制点（自CPU输出）图4-6 发送器CAN地址及编码条件读取
“控制光耦”与“读取光耦”的设置，实现了对电路元件故障的动态检查。任一光耦的发光源、受光器发生短路或击穿等故障时，“读取光耦”A点都得不到动态的交流信号，以此实现故障－安全。
另外，采用光电耦合器也实现了CAN地址及载频编码条件读取电路与CPU等数字电路的隔离。
列控中心根据轨道空闲（占用）条件及信号开放条件等进行编码，通过通信盘转发编码数据。载频、低频编码条件通过CAND、CANE总线分别送到CPU1、CPU2后，首先判断该条件是否有效。条件有效时，CPU1通过查表得到该编码条件所对应的上下边频数值，控制“移频发生器” ，产生移频信号。并由CPU1进行自检，由CPU2进行互检。条件无效时，将由CPU1、CPU2构成故障报警。
为保证“故障—安全” ，CPU1、CPU2及用于“移频发生器”的“可编程逻辑器件”分别采用各自独立的时钟源；经检测后，两个CPU各产生一个控制信号，经过“控制与门” ，将移频信号送至方波正弦变换器。
方波正弦变换器是由可编程低通滤波器260集成芯片构成其截止频率，同时满足对1700Hz、2000Hz、2300Hz、2600 Hz三次及以上谐波的有效衰减。
功放电路对移频信号进行放大，产生具有足够功率的10种电平等级的输出，电平级调整采用外部接线方式调整输出变压器变比。
西南交通大学本科毕业设计(论文) 第22页 发送器T1T21电压回检正半周波形输出功率放大电路负半周波形输出B612234信号产生34591112电平级调整控制S1S2最终输出图4-7 发送器电平级调整
发送器对编码条件的有效性，输出信号的幅度、载频、低频进行回检，以直流电压方式输出自检结果，工程中通过驱动发送报警继电器（FBJ）作为发送故障后的通道切断和冗余切换条件，两个CPU独立检测判断，共同驱动一个安全与门输出结果。
+24B1C1R1来自 CPU1方波来自 CPU2方波Rb2光耦2 三级管ReCe整流桥1+24 整流桥2R0Rb1B2C2输出FBJ光耦1 024图4-8 发送器安全与门电路原理
变压器B1将“来自CPU1方波”信号变化读出，经“整流桥1”整流及电容C1滤波，在负载电阻R0上产生一个独立的直流电源，作为执行电路开关三极管的基极偏置电源；“来自CPU2方波”信号通过“光耦2”控制开关三极管偏置电路；在“来自CPU1方波” 、“来自CPU2方波”同时存在的条件下，通过变压器B2、“整流桥2”整流及电容滤波使发送报警继电器（FBJ）励磁。
2. 接收器 输入端及输出端均按双机并联运用设计，与另一台接收器构成双机并联运用系统（或称0.5+0.5），保证系统的可靠工作。用于对主轨道电路移频信号的解调，动作轨道继电器；实现与受电端相连接调谐区短小轨道电路移频信号的解调，给出短小轨道电路报警条件，并通过CAND及CANE总线送至监测维护终端；检查轨道电路完好，减少分路死区长度，用接收门限控制实现对BA断线的检查。
西南交通大学本科毕业设计(论文) 第23页 接收器采用两路独立的CPU处理单元，对输入的信号分别进行解调分析，满足继电器吸起条件时输出方波信号，输出至安全与门电路。与另一台接收器的安全与门输出共同经过隔离电路，动作轨道继电器。
A/D为模数转换器，将输入的模拟信号转换成计算机能处理的数字信号。 载频条件读取电路设定主机、并机载频条件，由CPU进行判决，确定接收器的接收频率。
同一载频、低频编码条件源，以反码的形式分别通过CAND、CANE总线送至CPU1及CPU2。CPU1、CPU2根据确定的载频编码条件，通过各自识别、通信、比较确认一致，视为正常，不一致时，视为故障并报警。外部送进来的信号，分别经过主机、并机两路模数转换器转换成数字信号。CPU1、CPU2对外部信号进行单独的运算，判决处理。表明接收信号符合幅度、载频、低频要求时，就输出3kHz的方波，驱动安全与门电路。安全与门电路收到两路方波后，转换成直流电压驱动继电器。如果CPU1、CPU2的结果不一致，安全与门输出不能构成，则同时报警。电路中增加了安全与门的反馈检查，如果CPU1、CPU2有动态输出，那么安全与门就应该有直流输出，否则就认为安全与门故障，接收器进行报警。如果接收器接收到的信号电压过低，则判为列车分路。
安全与门电路将CPU1、CPU2输出的动态信号变成直流输出，驱动继电器（或执行条件）。如图4-9。
CAN地址输入CAND总线CANE总线A 区段信号输入A、B载频选择B 区段信号输入CAND总线CANE总线CANDCANECAN地址报警输出回检提供表示条件另一台接收器输出隔离A/D载频条件读取A/DCPU1主机安全与门AGJCPU2隔离CANDCANE并机安全与门CAN地址另一台接收器输出BGJCAN地址输入图4-9 接收器原理框图