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基于TMS320的微电子相敏轨道电路接收器研究与实现
| 论文题名： | 基于TMS320的微电子相敏轨道电路接收器研究与实现 |
| 关键词： | 相敏轨道电路;微电子接收器;数字信号处理;冗余结构;功能模块 |
| 摘要： | 轨道电路作为重要的铁路信号设备，能检测轨道列车占用情况以及给机车发送移频信号。25Hz相敏轨道电路由于具有良好的频率和相位选择性，一直以来在站内的电气化区段上大量地被采用。传统的25Hz相敏轨道电路大都采用二元二位继电器，但是二元二位继电器存在很多问题，比如结构过于复杂、维护困难、故障率高、返还系数低等等。近年来，随着微电子技术的不断发展，越来越多更安全、更可靠、速度更快、功能更丰富、体积更小的微电子轨道电路接收器被研制出来。随着站内电码化的推广，传统的二元二位继电器已经慢慢地被新型接收器取代，铁路信号设备正在往电子化、微型化发展，安全性也有大幅提升。本文采用数字信号处理技术，选用高速浮点型TMS320F2812芯片作为核心CPU，设计了25Hz相敏轨道电路微电子接收器。 首先，本文在进行大量研究、分析和比较的基础上提出接收器设计的安全冗余系统结构、数字滤波、CPU核心算法以及整体结构方案。本文对比分析了三种经典的冗余结构，最终采用了三取二冗余结构;数字滤波在对比了IIR滤波器之后选用了FIR滤波器;而在研究了五种不同的算法之后，本文分别采用了FFT谱分析法、二阶线性插值法和自适应相位估计器三种算法;另外还给出了接收器的性能指标。 其次，本文分别介绍了25Hz相敏轨道电路微电子接收器的硬件和软件设计。硬件电路包括DSP芯片外围电路、板卡信号调理电路以及安全与门和报警电路，其中还包括电源模块、时钟模块、RAM外扩模块、JTAG接口模块、异步串行接口模块、CAN总线模块、光电耦合模块、稳压模块和滤波模块等。软件部分包括模块的初始化、数字滤波模块和信号采集模块等部分。 最后，本文通过测试平台对接收器的功能进行检测。通过轨道测试盘对接收器各个节点的信号进行采集，查看并分析每个模块的输入输出情况，判断每个波形图的是否达到要求。测试结果表明基于TMS320F2812的25Hz相敏轨道电路微电子接收器正常工作，能准确检测轨道列车占用情况，达到了性能指标。 |
| 作者： | 幸聪 |
| 专业： | 控制工程 |
| 导师： | 付文秀 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 北京交通大学 |
| 学位年度： | 2015 |
| 正文语种： | 中文 |
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