《电力机车弯道速度遥控信号发射系统》由会员分享，可在线阅读，更多相关《电力机车弯道速度遥控信号发射系统（51页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、摘 要本文简要介绍了目前的电力机车弯道速度遥控技术的发展概况，分析了电力机车弯道速度遥控系统的基本原理。该项技术以最新推出的电力机车弯道速度遥控系统的核心单片机接收控制系统为中心，以信号的发送和接收以及提示报警系统为辅助，设计了电力机车弯道速度遥控的信号发射系统、信号接收系统、单片机接收控制系统和接收报警系统。本课题着重对其中的接收报警系统进行了详细的介绍。接收报警装置是以MCS-51系列单片机为核心,采用无线遥控发射接收元件作为机车到达弯道的检测元件,以优质的单片语音录放电路作为语音报警系统, 根据单片机接收到的不同位置的编码信号,使系统发出相应的语音报警信号进行报警。关键词：电力机车，弯道
2、速度遥控，单片语音录放电路，无线遥控发射接收元件，单片机Abstract This article briefly introduces the development of curve speed remote controling technology of electric locomotives and analysis the basic principle of curve speed remote controling system of electric locomotives. The technology takes single-chip receiver control
3、ing system, which is a core of the lastest curve speed remote controling system of electric locomotives, as a center. It takes signal sending, receiving, prompting and alarm systems as a secondary. This topic is a design of the signal launching system, signal reception system, single-chip receiver c
4、ontroling system and receiving-alarm system of the curve speed remote controling technology of electric locomotives. This topic focuses on the receiving-alarm system in detailed introduction. MCS-51 series microcontroller is a core of the receiving-alarm installations. The installations adopts wirel
5、ess remote control launching-receiving components as the detect components when locomotive reaches curve.It takes high quality monolithic pronunciation recording and sending-out electric circuit as pronunciation alarm system. According to the different position coded signal which microcontroller rec
6、eives, installations issueds pronunciation alarm signals. Keywords: Electric locomotives，Curve speed remote controling，Monolithic pronunciation recording and sending-out electric circuit，Wireless remote control launchingreceiving components，MCS-51 microcontroller 目 录1 绪论42 发射电路52.1 调频发射机的性能指标52.2 FM
7、调制器52.2.1 中小规模集成块构成的FM调制器52.2.2 大规模集成块构成的FM调制器82.2.3 前级功率放大器112.2.4 末级功率放大器122.2.5 直流稳压电源163 接收电路174 报警电路184.1报警硬件组成184.2 报警控制过程195 单片机系统电路及程序205.1单片机最小系统205.2 单片机控制报警电路216 结束语21致谢22参考文献231 绪论随着电力、电子技术的发展以及环保意识的倡导，电力机车的发展取得了巨大的技术进步。电力机车弯道速度遥控技术是铁道部门发展的重要技术之一，它的发展直接制约着电力机车速度和运行效率的提高。在山区或者一些地形比较复杂的地区，
8、弯道运行容易出现脱轨事故。因此，列车安全问题被摆在了首要位置。在综合安全和效率的同时，弯道速度遥控技术便被提上日程。在电力机车弯道速度遥控系统中，报警系统是重要一环。它直接关系到电力机车进入弯道以后的安全问题。特别是出现故障时，该系统作出及时报警，提醒机车驾驶员快速制动，就能避免事故的发生。把乘客的生命财产损失降到最低程度。在安全的基础上科学的提高机车速度，就可以节省时间和燃料，提高列车运行效率。电力机车的普及和推广促进了该系统各项技术的突破。根据网络资源以及相关资料调查，类似本课题的项目在国内外有一定的研究成果。各种具有类似报警控制功能的装置也就应运而生。其中的一种接收报警装置是以MCS-5
9、1系列单片机为核心,采用无线遥控发射接收元件作为机车到达弯道的检测元件,以优质的单片语音录放电路作为语音报警系统, 根据单片机接收到的不同位置的编码信号,使系统发出相应的语音报警信号进行报警。该装置具有结构简单，便于维护，操作方便，适应性强等优点。列车驾驶室安装上此装置后，就能迅速得知机车的运行现状并立即做出反应。基本上实现了智能化，更人性化。弯道集成无线遥控发射 系 统电源单片机AT89C2051无线遥控接收系统555芯片发射电路功放电路和喇叭图1 总方框图2 发射电路 发射机按调制方式可分为调幅（AM）、调频（AF）、调相（PM）和脉冲调制四大类，他们又有模拟和数字之分。这里只讨论调频发射
10、机，因为它广泛用于广播、电视、通讯、报警、遥控、遥测、电子对抗等领域中。调频发射机由调制器，前置功放，末级功放（含保护电路）和直流稳压电源等部分组成。2.1 调频发射机的性能指标(1)发射频率0和频率范围 所谓发射频率0是指载波频率，频率范围是指可以变动的范围。(2)发射功率P 发射功率P是指接上负载后实际输出的功率。(3)输出阻抗 对调频广播而言，一般要求输阻抗为50；对电视而言一般要求75。(4)残波辐射 残波辐射是指杂波与输出功率之比。(5)音频输入阻抗和电平 音频输入端要求的阻抗和输入电平。(6)信杂比 信杂比是指已调波在规定频偏的情况下经理想解调后有用信号功率与噪声功率之比。(7)失
11、真度 失真度是指已调波在规定频偏的情况下经理想解调后单音频信号的失真度。(8)频率响应 频率响应是指已调波在规定频偏的情况下经理想解调后输出音频的幅频响应。(9)效率 效率是指输出功率P与电源消耗的总功率P0之比。一般用表示。 =PP02.2 FM调制器20世纪末广泛采用以中小规模集成块构成的FM调制器，近几年大规模集成块构成的FM调制器已进入市场。现分别予以介绍。 2.2.1. 中小规模集成块构成的FM调制器（1）由中小规模集成块构成的FM调制器原理方框图如图2.1所示。它由三部分组成，即I为频率合成器；II为音频处理器；III为FM波的缓冲放大器。图2.1 中小规模集成的FM调制器原来图频
12、率合成器的作用是产生一个震荡频率稳定度极高的FM波信号，它是调制器的核心部件。音频处理器的作用是将各种各样的音频信号经过处理后，变成输出阻抗和电平基本一样的信号，再将这些信号加至压控振荡器的变容二极管上。射频缓冲放大器起缓冲，放大，匹配和滤波的作用。（2）线路分析频率合成器（I部分）由中小规模集成块构成的频率合成器。它产生一个频率稳定度与参考晶体管振荡器相同的高频震荡。音频信号处理器（II部分）音频信号处理器如图2.2所示。IC1和其外围电路组成平衡转换为不平衡及放大电路。RP1是调节共模抑制比用的，抑制想交流电之类的共模信号，从而提高共模抑制比KCMR。单声道平衡输入信号经过共模抑制电阻网络
13、送到运放IC1进行放大并转化成单端信号，再经RP4调节至适当电平输出，使之在1kHz 0dBm输入时频偏为75Hz,然后在把这个电平送给由C10（1000pF）和电阻R12（51k）组成的50s预加重网络，使音频高端信号得到提升。目的是减少发射与接收时高音频端的调频噪音的影响。图2.2 音频处理器原理图单声道不平衡输入信号经RP2（10k）调节到适当电平输出，使之能在1kHz 300mV输入时，频偏为75kHz，将这个信号送到预加重网络。立体声复合信号（经过立体声编码后的信号）经RP3(1k)调节到适当电平输出，使之能在1kHz 300mV输出时，频偏为75kHz将这个适当电平直接送到后面调制
14、振荡器的变容二极管上。射频缓冲放大器（III部分）射频缓冲放大电路的原理见图2.3所示。它由三级缓冲放大和一级输出放大器组成。图2.3 射频缓冲放大器来自压控振荡器的FM信号，经过三级缓冲放大，由VT1、VT2和VT3组成，主要起缓冲隔离作用，减轻振荡级的负载，提高频率稳定度。VT1采用低噪声场效应管J130或3DJ9，这三级均为射级跟随器。L1、C8和C9组成低通滤波器。信号经过三级缓冲放大后，在VT3的发射极（e极）分两路，一路经R39(51)接至频率分频端，经固定10分频，可变程序分频（N）,然后加至鉴相器与参考信号进行相位比较。另一路经带通滤波器BPF到输出放大器VT4。输出放大器由V
15、T4、VT5和VT6组成。VT4是放电管，工作于甲类状态，其直流电压由VT5控制，调节电位器RP1使VT5的基极（b极）偏压变化，从而使VT5的VCE的电压发生变化，使加在VT4的集电极（c极）的直流电压变化，因此控制VT4工作电压的大小，就控制了调制器送来的FM波输出的大小，也就控制了整机功率输出的大小，所以，VT5为功率调整级。VT6是保护电路，VT6通过VD1和VD2接收频率失锁控制信号和末级负载失配严重（例如天线开路或短路）时，VD1或VD2导通，使VT6导通或饱和，从而使VT4的输出适当减少或截止，以保证发射机正常工作。锁相指示电路由运放IC1、VT7、VT8和锁相指示绿色发光二极管组成。当发射频率被锁定时，IC15脚接收一个正脉冲，使IC17脚输出为低电平，VT7导通，VT7管e极有电流流通，串接在VT7管e极上的锁相指示灯发亮，接着V
