專(zhuān)利名稱(chēng)：多變頻振蕩器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于有軌機(jī)動(dòng)車(chē)自動(dòng)控制的信息傳感設(shè)備。
國(guó)內(nèi)現(xiàn)有的點(diǎn)式機(jī)車(chē)信號(hào)主要采用雙頻式及兩變頻做為它的信息傳感，它們共同的缺點(diǎn)是信息量少。兩變頻只能產(chǎn)生兩個(gè)頻率信息，既115KHZ和130KHZ。雙頻通過(guò)1200HZ與1700HZ的頻率組合也僅能產(chǎn)生四個(gè)信息。雙頻式的本振頻率低，其抗干擾性能也就差，相應(yīng)的地面感應(yīng)器和機(jī)車(chē)感應(yīng)器的Q值也就低，如欲提高Q值，其體積就大，重量也重。還有其作用距離也小，僅為130mm，給安裝帶來(lái)極大不便。再則其應(yīng)變速度慢，僅適應(yīng)120KM／h以下的速度。
日本研制的ATS－P型機(jī)車(chē)信號(hào)及自動(dòng)停車(chē)裝置采用的信息傳感設(shè)備也是變頻振蕩器，它雖可產(chǎn)生九個(gè)變頻信息，既在80KHZ～130KHZ內(nèi)變頻，但它在114KHZ左右有一死區(qū)無(wú)法變頻。再則電路結(jié)構(gòu)復(fù)雜，為實(shí)現(xiàn)九變頻它采用了四個(gè)電感和一個(gè)變壓器進(jìn)行調(diào)諧移相，而且還采用了一個(gè)輸入變壓器 和一個(gè)輸出變壓器。
本實(shí)用新型的目的提供一種電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，體積小，重量輕，Q值高，當(dāng)環(huán)境溫度變化較大時(shí)，頻率漂移和Q值漂移都很小，可變頻域?qū)?，而且在連續(xù)變頻范圍內(nèi)無(wú)死點(diǎn)的多變頻振蕩器，用于機(jī)車(chē)自動(dòng)控制中的信息傳感。
本實(shí)用新型的內(nèi)容多變頻振蕩器由安裝在機(jī)車(chē)上的調(diào)諧放大器1和機(jī)車(chē)感應(yīng)器2組成。在使用中與安裝在地面兩軌間的地面感應(yīng)器配合起作用，當(dāng)機(jī)車(chē)經(jīng)過(guò)地面感應(yīng)器時(shí)，與之發(fā)生電磁耦合，則多變頻振蕩器的振蕩頻率改變到與地面感應(yīng)器諧振頻率相同的頻率上，再通過(guò)輸出電路送到控制電路中，從而達(dá)到機(jī)車(chē)的自動(dòng)控制。
調(diào)諧放大器1由輸入變壓器T1、輸出變壓器T2、七級(jí)串聯(lián)耦合放大器BG1～7、電感L1、L2和其它一些阻容件組成。機(jī)車(chē)感應(yīng)器2由兩個(gè)空心線環(huán)空間交鏈構(gòu)成。
本實(shí)用新型的積極效果1、本多變頻振蕩器的平振蕩率高，f0＝70KHZ，而且穩(wěn)定，頻偏僅1KHZ。
2、可變頻的頻域?qū)?，無(wú)死點(diǎn)，75KHZ～135KHZ，現(xiàn)已實(shí)現(xiàn)15變頻。
3、變頻作用距離大，h≤400mm。
4、品質(zhì)因數(shù)高、體積小、重量輕。
5、溫度適應(yīng)范圍寬，適用于在－55℃～＋75℃。
6、應(yīng)變速度快，對(duì)240KM／h的高速能可靠的從一種頻率變到另一種頻率。
7、使用靈活，安裝方便，通過(guò)適當(dāng)?shù)慕涌陔娐芳纯捎糜诟鞣N控制設(shè)備中。


圖1為多變頻振蕩器的電路結(jié)構(gòu)圖；圖2為實(shí)施例描述的多變頻振蕩器的幅相特性圖；圖3為地面感應(yīng)器的諧振槽路的電路圖；圖4為地面感應(yīng)器諧振槽路與機(jī)車(chē)感應(yīng)器作用時(shí)的電路圖；
圖5為圖4的等效電路圖；圖6為圖5諧振于f3處時(shí)的阻抗－－頻率特性。
實(shí)施例結(jié)合圖1詳述機(jī)車(chē)上的多變頻振蕩器的工作過(guò)程和其結(jié)構(gòu)。調(diào)諧放大器1由輸入變壓器T1、輸出變壓器T2、電感L1、L2及七級(jí)串聯(lián)耦合放大器BG1～7等阻容元件組成。為了實(shí)現(xiàn)多變頻，就得設(shè)法使遠(yuǎn)離f0的頻率收斂的不太快，而保持一定幅值，所以該實(shí)用新型采用特殊的相移網(wǎng)絡(luò)，使得幅－－相曲線得以展開(kāi)，把開(kāi)始收斂的頻率移向遠(yuǎn)處，相位上遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)90°。為實(shí)現(xiàn)此功能輸入變壓器T1的匝比為21，其輸入端并接的調(diào)諧電容C1為30000Pf，調(diào)諧在f＝130KHZ～140KHZ；輸出變壓器T2的自耦變壓比為21，輸出端并接有調(diào)諧電容C15＋C16＝30000Pf，在輸出端還串接有C17＝1μf，調(diào)諧在f＝70KHZ處。機(jī)車(chē)感應(yīng)器采用兩個(gè)空心線環(huán)，用高強(qiáng)度勵(lì)磁線繞制而成，一個(gè)線環(huán)接T1的輸入端，另一個(gè)線環(huán)經(jīng)C17接在T2的輸出端，兩環(huán)是空間交鏈的松耦合元件，其傳輸衰耗為40dB～60dB。由以上兩部分組成主要相移網(wǎng)絡(luò)。調(diào)諧放大器中的L1、L2及其它電容也有一些補(bǔ)充相移作用。采用以上介紹的電路結(jié)構(gòu)和主要參數(shù)后，此多變頻振蕩器的開(kāi)環(huán)幅——相特性如圖2。從圖2可以看出自70KHZ到132KHZ范圍內(nèi)，其幅值都大于或等于1，相角均在90°以?xún)?nèi)，如果相角得到補(bǔ)償，使ψ＝0，則在這些頻率區(qū)域內(nèi)都能建立振蕩。
例如用f3代表限速35kM／h信息，地面感應(yīng)器為一高Q值的諧振槽路如圖3，其電路參數(shù)為L(zhǎng)3、C3、r3，其諧頻為f3。當(dāng)機(jī)車(chē)感應(yīng)器接近地面感應(yīng)器時(shí)，形成如圖4的電路形式，將會(huì)產(chǎn)生復(fù)雜的能量變換現(xiàn)象，相當(dāng)于機(jī)車(chē)感應(yīng)器等效電路的并臂中引進(jìn)了一個(gè)并聯(lián)諧振電路，等效成圖5電路。這個(gè)諧振電路的參數(shù)經(jīng)簡(jiǎn)化后可得C′＝L3／ω2m13m23，L′＝ω2m13m23C3，r′＝ω2m13m23／r3，由此可解得其諧頻為f′=12πL′C′=12πL3C3=f2]]>這時(shí)將圖5的2～2’端開(kāi)路，由1～1’端視入的阻抗～頻率特性如圖6。從圖6可以看出在地面感應(yīng)器諧頻f3處有一阻抗高峰，這就意味著除f3外，其它頻率通過(guò)時(shí)都會(huì)有較多的能量被吸收，只有在f3處能量損失很小的情況下得以通過(guò)，而到達(dá)輸出端2～2′處。
再看相移，地面感應(yīng)器的高Q值，必將引起諧頻f3附近的相移急劇變化，這個(gè)相移可以在頻差很小的范圍內(nèi)接近90°，因此盡管原來(lái)f3的相移達(dá)到負(fù)數(shù)十度之多，還可以得到補(bǔ)償，而使ψ＝0，一旦幅值滿足，則f3的振蕩就建立起來(lái)了。多變頻振蕩器中原有振蕩頻率f0因離f3較遠(yuǎn)，所以受到很大抑制，破壞了它的幅值條件，而新的振蕩頻率由于有地面感應(yīng)器高Q值槽路的作用，要比原有f0的振蕩更穩(wěn)定，所以多變頻振蕩器就振蕩在f3處。當(dāng)機(jī)車(chē)感應(yīng)器遇到不同電路參數(shù)的地面感應(yīng)器時(shí)，就變到一個(gè)相應(yīng)的諧振頻率上，這就是變頻的整個(gè)過(guò)程。多變頻振蕩器產(chǎn)生的諧振頻率經(jīng)輸出接口電路送到控制電路，由控制電路給出相應(yīng)指令。
調(diào)諧放大器1的第六級(jí)采用射極輸出器，這種結(jié)構(gòu)可省去一復(fù)雜的均衡器電路，因經(jīng)前面五級(jí)放大后，信號(hào)已飽和，所以射極輸出器輸出的是一等幅的梯形波。此信號(hào)經(jīng)整形電路送到控制電路中，同時(shí)此信號(hào)又經(jīng)C13、R30送到反饋線環(huán)形成閉合的振蕩電路。
權(quán)利要求1.一種用于有軌機(jī)車(chē)自動(dòng)控制的信息傳感設(shè)備多變頻振蕩器，它包含有一調(diào)諧放大器1和機(jī)車(chē)感應(yīng)器2，其特征在于機(jī)車(chē)感應(yīng)器2由兩個(gè)空心線環(huán)空間交鏈構(gòu)成，調(diào)諧放大器1由輸入變壓器T1、輸出變壓器T2、七級(jí)串聯(lián)耦合放大器BG1～7、電感L1、L2和其它一些阻容件組成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多變頻振蕩器，其特征在于輸入變壓器T1的輸入端并接有調(diào)諧電容C1，T1的輸入端還串接有一空心線環(huán)，由此組成一相移網(wǎng)絡(luò)，并諧振于130KHZ～140KHZ范圍內(nèi)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多變頻振蕩器，其特征在于輸出變壓器T2的輸出端并接有調(diào)諧電容C15、C16，還串接有C17和一空心線環(huán)，由此又組成一相移網(wǎng)絡(luò)，并諧振于70KHZ處。
專(zhuān)利摘要一種用于有軌機(jī)車(chē)自動(dòng)控制的信息傳感設(shè)備多變頻振蕩器，國(guó)內(nèi)現(xiàn)有的點(diǎn)式機(jī)車(chē)信號(hào)主要采用雙頻式及兩變頻做為它的信息傳感，它們共同的缺點(diǎn)是信息量少，溫度變化時(shí)頻漂Q漂大。日本研制的ATS-P型機(jī)車(chē)信號(hào)的信息傳感設(shè)備，在變頻區(qū)域內(nèi)有一死區(qū)無(wú)法變頻。本多變頻振蕩器由輸入輸出變壓器、耦合放大器組成，克服了以上缺點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)了高Q值，溫度變化時(shí)頻漂Q漂都很小，在75KHz-135KHz范圍內(nèi)可連續(xù)變頻無(wú)死區(qū)，作用距離大，應(yīng)變速度快，安裝方便，適用于各種控制設(shè)備的信息傳感。
文檔編號(hào)B61L3/00GK2061912SQ9020013
公開(kāi)日1990年9月12日 申請(qǐng)日期1990年1月6日 優(yōu)先權(quán)日1990年1月6日
發(fā)明者于波, 孟寒松 申請(qǐng)人:哈爾濱鐵路局哈爾濱科研所