專利名稱：用于軌道交通信號應答器的信號調制電路和解調電路的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種信號調制和解調電路，尤其是一種用于軌道交通信號應答器 的信號調制電路和解調電路，屬于城市軌道通信信號設備領域。
背景技術：
應答器設備是一種用電磁感應原理構成的高速點式數據傳輸設備，可用于向列車 自動控制系統(ATC)傳送線路基本參數、線路速度、特殊定位、列車運行目標數據、臨時限 速、車站進路等固定和實時可變的信息。如
圖1所示，現有的應答器設備包括車載應答器和地面應答器，車載應答器包括 發送系統和接收系統，其中發送系統包括載頻發生器、功率放大器和車載天線，接收系統包 括車載天線、濾波器、數字解調器和信息處理器；地面應答器包括含頻移鍵控(FSK)調制單 元的信號發生器、編碼存儲器等。其工作原理是車載應答器工作時，載頻發生器振蕩產生 的27. 095MHz載頻通過功率放大器放大后經車載天線不停的向外發送；當運行中的機車經 過地面應答器上方時，處于休眠狀態的地面應答器接收來自車載天線發射的27. 095MHz功 率信號，經整流穩壓后變為應答器內部電路供電，同時控制FSK調制單元產生相位連續的 上行鏈路FSK信號，經由放大驅動電路，將該信號通過FSK發射天線回送給車載天線；車載 天線具有雙工功能，其接收到的信息經過濾波、解調、校驗、譯碼等一系列處理，形成準確的 報文后，便傳輸給車載控制系統，顯示系統和其他相關系統，完成向運行列車提供必要信息 的使命。現有設備存在的問題在于，FSK信號的產生需要振蕩電路，其頻率取決于外圍電阻 電容，頻率調整范圍窄，需要改變頻率時只能改變外圍電路，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。
實用新型內容本實用新型的目的在于針對上述現有技術存在的問題，提出一種結構簡單、操作 方便的用于軌道交通信號應答器的信號調制電路和解調電路。為了達到以上目的，本實用新型的用于軌道交通信號應答器的信號調制電路包括 依次連接的數字信號處理器(DSP)、直接數字式頻率合成器(DDS)頻率調制器、功率放大器 和線圈耦合發送器。進一步地，所述直接數字式頻率合成器(DDS)頻率調制器包括兩個頻率寄存器。用于軌道交通信號應答器的信號解調電路包括數字信號處理器(DSP)、直接數字 式頻率合成器(DDS)頻率產生器、接受信號放大器、乘法混頻器、帶通濾波器、整形濾波器， 所述數字信號處理器(DSP)的輸出端經直接數字式頻率合成器(DDS)頻率產生器與乘法混 頻器的第一輸入端相連，所述乘法混頻器的輸出端依次經帶通濾波器和整形濾波器與數字 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。本實用新型的信號調制電路采用數字信號處理器(DSP)，可以充分發揮直接數字式頻率合成器(DDS)調制的優點和靈活性，在不改變外圍電路的情況下，只通過軟件編程 就可以方便實現FSK信號的調制；信號解調電路將接收到的高頻調制信號通過混頻后變為 低頻調制信號，經過整形濾波后送到數字信號處理器(DSP)進行軟件解調，利用DSP的高處 理性能，將解調的工作主要交給軟件來實現，從而簡化了電路，降低了成本。
以下結合附圖對本實用新型作進一步的說明。圖1為現有應答器設備的示意圖。圖2為本實用新型實施例的信號調制電路示意圖。圖3為圖2實施例的信號解調電路示意圖。圖4為圖2實施例的軟件解調流程示意圖。
具體實施方式
實施例一本實施例的用于軌道交通信號應答器的信號調制電路和解調電路如圖2-3所示。信號調制電路包括依次連接的數字信號處理器(DSP)、直接數字式頻率合成器 (DDS)頻率調制器、功率放大器和線圈耦合發送器。直接數字式頻率合成器(DDS)頻率調制器包括兩個頻率寄存器(圖中未示)。信號解調電路包括數字信號處理器(DSP)、直接數字式頻率合成器(DDS)頻率產 生器、接受信號放大器、乘法混頻器、帶通濾波器、整形濾波器，數字信號處理器(DSP)的輸 出端a經直接數字式頻率合成器(DDS)頻率產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依次經帶通濾波器和整形濾波器與數字信號處理器(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。本實施例中，數字信號處理器(DSP)為TI公司的TMS 320C2407A型DSP。調制電路運行過程DSP發頻率控制字給DDS頻率調制器，使DDS的兩個頻率寄存 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 再通過發頻率控制字設置DDS控制寄存器就可以選擇頻率寄存器，從而產生FSK調制信號， FSK信號經過功率放大器的幅值放大和電流放大后實現功率放大，最后由線圈耦合發送器 發送出去。解調電路運行過程從軌道上接收到的FSK信號，經過接受信號放大器的運算放 大，在乘法混頻器中，與由DDS頻率產生器產生的一定頻率的正弦信號進行混頻，從而產生 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，再經整 形濾波器進入DSP，再通過軟件解調差頻信號，最終還原出調制信號。軟件解調流程見圖4。設高頻信號的周期為Tl，計數單元為nl ；低頻信號的周期為T2，計數單元為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的個數等于 1的話，則統計n2，看看有多少個低頻信號，從而統計出數字信號0的個數；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的個數等于1的話，則統計nl，看看有 多少個高頻信號，從而統計出數字信號1的個數；從而實現了 FSK調制信號的軟件解調。[0026]DDS是一種全數字化的頻率合成器，它以一個高穩定的晶振頻率為參考，通過寫入 不同的頻率控制字就能產生穩定的不同頻率的正弦波。DDS的優點是頻率切換時相位連 續，頻率轉換時間極短，頻率分辨率很高，相對帶寬很寬，全數字化實現，頻率、相位和幅度 均可實現程控，因此能夠和計算機緊密結合在一起，充分發揮軟件作用。除上述實施例外，本實用新型還可以有其他實施方式。凡采用等同替換或等效變 換形成的技術方案，均落在本實用新型要求的保護范圍。
權利要求1.一種用于軌道交通信號應答器的信號調制電路，其特征是，包括依次連接的數字信 號處理器、直接數字式頻率合成器頻率調制器、功率放大器和線圈耦合發送器。
2.根據權利要求1所述的用于軌道交通信號應答器的信號調制電路，其特征是，所述 直接數字式頻率合成器頻率調制器包括兩個頻率寄存器。
3.一種用于軌道交通信號應答器的信號解調電路，其特征是，包括數字信號處理器、直 接數字式頻率合成器頻率產生器、接受信號放大器、乘法混頻器、帶通濾波器、整形濾波器， 所述數字信號處理器的輸出端經直接數字式頻率合成器頻率產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帶通濾波器和整形濾波器與數字信號處理器 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。
專利摘要本實用新型涉及一種用于軌道交通信號應答器的信號調制電路和解調電路。信號調制電路包括依次連接的數字信號處理器(DSP)、直接數字式頻率合成器(DDS)頻率調制器、功率放大器和線圈耦合發送器。信號解調電路包括數字信號處理器(DSP)、直接數字式頻率合成器(DDS)頻率產生器、接受信號放大器、乘法混頻器、帶通濾波器、整形濾波器。本實用新型的信號調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現FSK信號的調制；信號解調電路將解調的工作主要交給軟件來實現，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 優先權日2010年9月14日
發明者吳旋, 奚華鋒, 王愛武, 肖陽俊, 謝勇 申請人:南車南京浦鎮車輛有限公司