1系統(tǒng)的整體工作原理
車站閉環(huán)電碼化系統(tǒng)由電碼化發(fā)送設(shè)備、傳輸通道、電碼化檢測設(shè)備和道旁單元等構(gòu)成，如圖1所示。發(fā)送設(shè)備將疊加的ZPW-2000A軌道電路信號和25Hz相敏軌道電路信號通過傳輸通道發(fā)送到軌面，控制列車安全運行。檢測設(shè)備通過傳輸通道，采集軌面的疊加信號，并與解調(diào)前的ZPW-2000A軌道電路低頻和載頻信號進行比較，并把檢測后的信息傳給聯(lián)鎖設(shè)備和維護終端，若不一致，給出報警信息。
2車站閉環(huán)電碼化檢測設(shè)備的實現(xiàn)
車站閉環(huán)電碼化檢測設(shè)備的主要功能是軌道電路信號解調(diào)。下面介紹解調(diào)的硬件和軟件實現(xiàn)。
2．1硬件實現(xiàn)
硬件實現(xiàn)總體框圖如圖2所示。采用了TI的TMS32F2812處理芯片，主頻達150MHz，時鐘周期為6．67ns，SPI串口；兩個16kbitSARAM模塊。由于Z-FFT變換中存儲的數(shù)據(jù)量比較大，內(nèi)部SRAM不能滿足要求，外擴了兩塊SRAM(CY7C1901AV3．3)，CYTC1901Av3．3是一款16Mbit的高速靜態(tài)RAM，工作電壓位3．3V與DSP的端口工作電壓一致，最大訪問時間10ns。同時由于內(nèi)部A／D采樣誤差較大，為提高系統(tǒng)頻率的分辨率用外部A／D進行信號采樣。AD7865是一款快速、低功耗、4通道、14位同時采樣模數(shù)轉(zhuǎn)換器，輸入電壓范圍為±10V、±5V或±2．5V，且輸入有過壓保護。硬件電路采用雙路DSP解調(diào)站內(nèi)軌道電路信號，提高系統(tǒng)的可靠性。
2．2算法實現(xiàn)
由于FSK信號是帶通信號，為了提高系統(tǒng)的分辨率用欠采樣技術(shù)和Z-FFT變換實現(xiàn)信號的解調(diào)。
2．2．1欠采樣分析
根據(jù)Nyquist帶通信號采樣定律，欠采樣的頻率滿足式(1)和式(2)。
其中，K為頻率偏移常數(shù)，頻帶B=(fh-fl)／2；fh為帶通信號的上邊頻；fl為帶通信號下變頻。
根據(jù)上述分析可得出ZPW-2000A軌道電路載頻頻率和采樣頻率對應如表1所示。
2．2．2Z-FFT分析
圖3為Z-FFT工作原理框圖。
Z-FFT就是把感興趣的頻譜進行細化，具體的工作步驟為：
(1)將感興趣的的信號頻譜進行搬移，將fl搬移到零點，fh搬移到fh-fl。
(2)根據(jù)感興趣的信號頻譜帶寬設(shè)計一個低通數(shù)字濾波器，低通數(shù)字濾波器的截止頻率應大約fh-fl，小于重載采樣頻率的1／2。
(3)對已經(jīng)縮小范圍的信號，進行重新采樣，每隔K(K
圖4和圖5是站內(nèi)閉環(huán)ZPW-2000A軌道電路信息頻率細化前后的頻譜圖，載頻為1700Hz，低頻為10.3Hz。
3軟件流程圖實現(xiàn)
由于Z-FFT算法中FFF變換的長度為4096，要對TI提供的1024點的FFT算法庫作修改，改成4096點的FFT變換。
4數(shù)據(jù)分析
站內(nèi)閉環(huán)電碼化ZPW-2000軌道電路信號檢測解調(diào)數(shù)據(jù)如表2所示。
從表2的數(shù)據(jù)可以看出，載頻的分頻分辨率<0．3Hz，低頻的頻率分辨率<0．15Hz，均滿足相關(guān)規(guī)定。
5結(jié)束語
本設(shè)計是對站內(nèi)閉環(huán)電碼化ZPW-2000A軌道電路信號檢測解調(diào)，實現(xiàn)站內(nèi)軌道電路的閉環(huán)檢測，保證列車在站內(nèi)安全運行。同時在設(shè)計中采用了雙機熱備，滿足鐵道部規(guī)定的故障導向安全的要求。
