CN202421333U - 25Hz相敏轨道电路的相位测试仪 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供了一种25Hz相敏轨道电路的相位测试仪，用测量两个正玄波过零时刻的时间差，间接测量两个正玄波的相位差。包括两个信号整形电路、异或门电路、模数转换电路、中央处理器和显示模块，所述两个信号整形电路的输出端与异或门电路的输入端相连接，异或门电路的输出端与模数转换电路相连接，将模拟信号转换为数字信号，模数转换电路的输出端与中央处理器相连接，该中央处理器还与显示模块相连接，将脉冲宽度换算为相位差，并将测试的相位差结果输出在显示模块上。本实用新型采用数字化技术简化了测量两个正玄波的相位差的测试电路，降低测试电路的成本，提高了测试结果的实时性及测量精度。采用光电隔离技术减少测试电路对被测信号的干扰，提高单片机的抗干扰能力。
Description
技术领域
本实用新型属于轨道交通信息工程及控制领域，特别是一种25Hz相敏轨道电路的相位测试仪。
背景技术
目前铁路25Hz相敏轨道电路大量用于电气化铁路，其相位差偏离对于轨道电路的工作状态有很大的影响，目前采用的人工周期性测量，依靠人的判断来判断轨道电路的工作状态，工人的主观性比较大。
并且现有技术不能实时监测轨道电路的工作状态，工作量大并且操作非常繁琐，繁琐的操作导致了测量误差大并且成本高。这样不利于电路检测的准确性和自动化性，浪费了很多的人力资源。
现有技术中尚无一种可以实时监测轨道电路的测试仪。
实用新型内容
本实用新型所解决的技术问题在于提供一种电路简单、性价比高、抗干扰能力强、使用简便的的25Hz相敏轨道电路的相位测试仪。
实现本实用新型目的的技术解决方案为：一种25Hz相敏轨道电路的相位测试仪，包括两个信号整形电路、异或门电路、模数转换电路、中央处理器和显示模块，所述两个信号整形电路的输出端与异或门电路的输入端相连接，得到脉冲宽度与相位差成正比的信号方脉冲，异或门电路的输出端与模数转换电路相连接，将模拟信号转换为数字信号，模数转换电路的输出端与中央处理器相连接，该中央处理器还与显示模块相连接，将脉冲宽度换算为相位差，并将测试的相位差结果输出在显示模块上。
具体而言，该测试仪包括第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻、两个芯片LM339、芯片CD4047和光电耦合器OPTPISO1，所述第一电阻、第二电阻相互串联后其中间接头处引出线与第一芯片LM339的输入端相连接，该芯片的另一个输入端接地；第三电阻、第四电阻相互串联后其中间接头处引出线与第二芯片LM339的输入端相连接，该芯片的另一个输入端接地；所述第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻的另一端分别为四个信号输入端；两个芯片LM339的输出端与芯片CD4047的两个输入端相连接，芯片CD4047的输出端通过第五电阻与光电耦合器OPTPISO1相连接，该光电耦合器OPTPISO1的输出端与中央处理器相连接，该中央处理器与数码显示屏相连接，将相位差结果输出到数码显示屏上。
本实用新型的原理为：本实用新型通过对两路被测信号进行整形得到方波信号，对两路信号进行异或处理，输出信号的占空比与被测信号相位差成线性关系，因为信号频率是固定的，可以通过对信号脉冲宽度的测量得到输入信号的相位差。
本实用新型与现有技术相比，其显著优点为：1）本实用新型采用数字化技术，简化了测量电路，提高了测量精度；2）本实用新型采用光电隔离技术，在测试电路发生短路、开路等故障时不会对被测轨道电路产生影响，保证不会对被测轨道电路的正常工作产生不良影响；3）本实用新型减少了人工测量工作，使得测量工作自动化进行，提高了测量的实时性，可实现远程测量；4）本测量增加了测试的相位差结果超出指标范围则产生报警功能，及时发现设备隐患，减少设备故障的发生。
下面结合附图对本实用新型作进一步详细描述。
附图说明
图1为本实用新型的25Hz相敏轨道电路的相位测试仪电路图。
图2为本实用新型的25Hz相敏轨道电路的波形图。
图3为本实用新型的25Hz相敏轨道电路的方脉冲信号。
具体实施方式
结合图1，本实用新型公开了一种用数字化技术测试铁路信号基础设备-----25Hz相敏轨道电路的相位测试仪。本实用新型的25Hz相敏轨道电路的相位测试仪，它是由两路被测信号整形电路分别处理两路输入信号，并经过一个异或门电路的处理得到脉冲宽度与相位差成正比的信号方脉冲。方脉冲信号通过模数转换模块转变为数字信号，完成模拟信号向数字信号的转换。数字信号通过单片机的处理将脉冲宽度换算为相位差，将相位差的结果显示在数码显示屏上，当测试的相位差结果超出指标范围则产生报警。具体而言，本实用新型的25Hz相敏轨道电路的相位测试仪，包括两个信号整形电路、异或门电路、模数转换电路、中央处理器和显示模块，所述两个信号整形电路的输出端与异或门电路的输入端相连接，得到脉冲宽度与相位差成正比的信号方脉冲，异或门电路的输出端与模数转换电路相连接，将模拟信号转换为数字信号，模数转换电路的输出端与中央处理器相连接，该中央处理器还与显示模块相连接，将脉冲宽度换算为相位差，并将测试的相位差结果输出在显示模块上。
从电路模块上看，该测试仪包括第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5、两个芯片LM339、芯片CD4047和光电耦合器OPTPISO1，所述第一电阻R1、第二电阻R2相互串联后其中间接头处引出线与第一芯片LM339的输入端相连接，该芯片的另一个输入端接地；第三电阻R3、第四电阻R4相互串联后其中间接头处引出线与第二芯片LM339的输入端相连接，该芯片的另一个输入端接地；所述第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4的另一端分别为四个信号输入端；两个芯片LM339的输出端与芯片CD4047的两个输入端相连接，芯片CD4047的输出端通过第五电阻R5与光电耦合器OPTPISO1相连接，该光电耦合器OPTPISO1的输出端与中央处理器相连接，该中央处理器与数码显示屏相连接，将相位差结果输出到数码显示屏上。光电耦合器OPTPISO1的输出端与中央处理器连接处的中间接头处通过第六电阻R6与外接电源VCC1相连接。
结合图1、图2，本实用新型的25Hz相敏轨道电路在理想工作状态下局部电源超前轨道电源90度。25Hz相敏轨道电路在理想工作状态下局部电源过零时刻与轨道电源过零时刻相差10ms。结合图3，输出信号的占空比与被测信号相位差成线性关系，因为信号频率是固定的，固可以通过对信号脉冲宽度的测量得到输入信号的相位差。
在实际使用中需要测量轨道电路局部电源与轨道电源的相位差，本测试仪通过测量局部电源过零时刻与轨道电源过零时刻的时间差，经过换算即可完成轨道电路局部电源与轨道电源的相位差的测试。
本实用新型的25Hz相敏轨道电路的相位测试仪工作流程为：
1）首先对输入信号进行降压处理，两个电阻对输入信号进行分压；
2）对输入信号的进行整形，由于输入的是正弦，通过过零比较电路得到一个方波信号；
3）两路信号通过一个异或门电路的处理得到脉冲宽度与相位差成正比的脉冲信号。单片机通过对脉冲宽度的测量就可以换算得到相位差，通过1602液晶显示出来；
4）由于局部线圈的电压比较高，为了单片机能可靠的工作，对采集电路和单片机电路进行光耦隔离，提高单片机的抗干扰能力。
由上可知，本实用新型是由两路被测信号整形电路将两路输入的正玄信号转换为方波信号，两路方波信号经过一个异或门电路的处理得到脉冲宽度与相位差成正比的方脉冲信号。上述方脉冲信号通过模数转换模块转变为数字信号，用数字化技术测量两个正玄波的相位差，数字信号通过单片机的处理将脉冲宽度换算为相位差，将相位差的结果显示在数码显示屏上，当测试的相位差结果超出指标范围则产生报警。本实用新型采用数字化技术，简化了测量电路，提高了测量精度。
Claims (2)
1.一种25Hz相敏轨道电路的相位测试仪，其特征在于，包括两个信号整形电路、异或门电路、模数转换电路、中央处理器和显示模块，所述两个信号整形电路的输出端与异或门电路的输入端相连接，得到脉冲宽度与相位差成正比的信号方脉冲，异或门电路的输出端与模数转换电路相连接，将模拟信号转换为数字信号，模数转换电路的输出端与中央处理器相连接，该中央处理器还与显示模块相连接，将脉冲宽度换算为相位差，并将测试的相位差结果输出在显示模块上。
2.根据权利要求1所述的25Hz相敏轨道电路的相位测试仪，其特征在于，该测试仪包括第一电阻[R1]、第二电阻[R2]、第三电阻[R3]、第四电阻[R4]、第五电阻[R5]、两个芯片LM339、芯片CD4047和光电耦合器OPTPISO1，所述第一电阻[R1]、第二电阻[R2]相互串联后其中间接头处引出线与第一芯片LM339的输入端相连接，该芯片的另一个输入端接地；第三电阻[R3]、第四电阻[R4]相互串联后其中间接头处引出线与第二芯片LM339的输入端相连接，该芯片的另一个输入端接地；所述第一电阻[R1]、第二电阻[R2]、第三电阻[R3]、第四电阻[R4]的另一端分别为四个信号输入端；两个芯片LM339的输出端与芯片CD4047的两个输入端相连接，芯片CD4047的输出端通过第五电阻[R5]与光电耦合器OPTPISO1相连接，该光电耦合器OPTPISO1的输出端与中央处理器相连接，该中央处理器与数码显示屏相连接，将相位差结果输出到数码显示屏上。
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