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原文传递频率编码数字轨道电路的研究

论文题名：	频率编码数字轨道电路的研究
关键词：	数字轨道电路;调频常数;频谱搬移;Hilbert变换;频率编码;列车运行;自动控制系统
摘要：	由于数字轨道电路信息量大，能够满足列车运行自动控制系统发展的需要，因此，对它的研究有着重要的理论与实际应用价值。本文以UM2000轨道电路为基础，对频率编码数字轨道电路的调制、解调、译码进行了研究。文中通过分析移频信号的调频常数与频谱带宽以及能量分布的关系，得出了UM2000移频信号的调频常数选在6左右较为合适的结论，并得到了实际的验证；以UM2000移频信号的基本表达式为基础进行变形，提出了直接调频的方法，将载频与调制频率在调制时分为相对独立的两个部分同时运算，节约了运算时间；基于直接数字频率合成(DDS)的基本思想，提出了对调制信号先进行量化转换为阶梯信号再根据各阶梯的量化值进行频率合成生成移频信号的方法。以数字差分滤波器为基础设计了斜率鉴频器，提出了在移频信号各采样点之间插零将信号频谱搬移到较低频段的方法，改善了斜率鉴频器的效果；并将斜率鉴频与利用Hilbert变换的正交性设计的鉴频方法进行了比较。分析了UM2000轨道电路的信息含义，分别对地面接收译码与车载接收译码进行了研究。在地面接收译码中，分析比较了过零检测译码与鉴频译码的方法。在车载接收译码中，提出了利用相关函数判断采样信号起始时刻的方法，改善了译码的效果；提出了通过Hilbert变换将27个信息的频率搬移0.4HZ，均移至0.64HZ的整数倍再进行频谱分析的译码方法，把采样信号的时间缩短到了1.5625秒，从而缩短了译码的时间；并将上述方法与最小均方估计译码方法、现代谱估计译码方法进行了比较。上述研究中的各个方案都用MATLAB进行了仿真，验证了理论上的正确性，并且利用实际UM2000移频信号进行了测试。使用DSP芯片(TMS320VC33)与数模转换芯片(TLV320AIC23B)在硬件上实现了UM2000移频信号的调制，经过验证取得了比较理想的效果。
作者：	刘荣
专业：	交通信息工程及控制
导师：	程荫杭
授予学位：	硕士
授予学位单位：	北京交通大学
学位年度：	2006
正文语种：	中文