便攜式軌道信號發(fā)碼器的設計.pdf

1、目前鐵路事業(yè)得到了飛快發(fā)展，列車的運行速度在逐漸提高，尤其高速鐵路的運行速度已達到世界領先水平。鐵路事業(yè)如此快速的發(fā)展致使整個系統(tǒng)對機車信號設備的要求越來越高，機車信號設備是車載系統(tǒng)中非常重要的組成部分，其工作狀況直接影響到列車的安全運行以及行車效率，因此對機車信號設備進行出入庫檢測是一項非常必要的工作。
　　軌道電路是鐵路系統(tǒng)中的重要組成部分，與道岔、信號機合稱為室外三大件。其主要作用是判斷軌道的占用情況以及采用移頻信號來傳輸不

2、同的行車信息，構成閉塞區(qū)間。機車出入庫檢測即是利用信號發(fā)生設備發(fā)送出模擬的軌道中的移頻信號，檢測機車信號設備能否正常接收及反饋。
　　目前，機車信號出入庫的檢測工作主要由電務段機車信號檢修所通過環(huán)線發(fā)碼箱在機務段環(huán)線上發(fā)送信號，檢測人員現(xiàn)場登車逐車人工核對燈碼，檢測工作量大，容易漏檢，誤檢。本論文主要工作就是針對目前機車信號檢測的需要，結合現(xiàn)有發(fā)碼器操作復雜，功能單一，不便于設備現(xiàn)場檢測等缺點，提出一種基于嵌入式系統(tǒng)，利用先進的D

3、DS(Direct Digital Synthesis)技術設計出的便攜式的軌道信號發(fā)碼器，該發(fā)碼器發(fā)送的移頻信號即FSK信號精度高，性能穩(wěn)定，同時由于鐵路現(xiàn)場機車頻繁出站，現(xiàn)場工作人員負擔重，這款發(fā)碼器操作簡單，方便攜帶，減輕了工作人員的勞動強度。本論文主要包括以下幾方面內容:
　　(1)分析了現(xiàn)有軌道電路信息的特點以及基本情況，在此基礎上確定系統(tǒng)設計的發(fā)碼器的功能和技術指標。
　　(2)介紹嵌入式技術以及DDS技術，介紹

4、DDS原理、特點等。
　　(3)完成了鐵路信號發(fā)碼器的硬件電路設計以及PCB的繪制，并且給出了采用DDS技術產生移頻信號的方法。該發(fā)碼器硬件結構主要分為兩個部分即系統(tǒng)控制部分和發(fā)碼部分。系統(tǒng)控制部分選用了性能高、成本低并且功耗小的具有Cortex-M3內核的STM32F103VET6作為核心芯片，發(fā)碼部分控制整個系統(tǒng)的輸出信號，由于本論文期望產生的是鐵路移頻信號，該信號要求相位一直保持連續(xù)，并且性能穩(wěn)定，能適應鐵路行業(yè)的惡劣環(huán)境，

5、所以通過不同方法的甄選，最終采用了具有先進的DDS技術的AD9865芯片。
　　(4)介紹軟件實現(xiàn)流程。本論文給出了程序實現(xiàn)流程圖，并且對比了兩個實現(xiàn)信號產生的方法，即:DAC技術和DDS技術。DAC技術是STM32F103VET6芯片內部包含的模塊，直接進行程序編寫即可控制該芯片產生信號，而DDS技術則是需要利用STM32去控制具有DDS技術的AD9854芯片，通過對比輸出信號的性能以及產生FSK信號的方法難易程度，最終選用DD