采用真有效值变换器AD736实现轨道感应电压监测系统的设计

作者：冯云梅，蒋秋华，史天运

随着列车运行速度的提升，铁道部规划在未来的列车运行中将逐步取消地面信号机而只使用车上信号系统的重大体制改革，即机车信号系统将是司机操作列车运行的唯一信号引导，而轨道感应电压值的大小直接影响机车信号的正常，所以在对机车信号运行参数的监测中，对轨道感应电压的监测是其中一个很重要的部分。 轨道感应电压是交流小信号，对交流信号有效值的测量主要有以下几种方法：

1） 用峰值变换器，通过波峰因数求出有效值；
2） 热电偶电桥有效值变换器；
3） 用模拟运算组成电子有效值变换器；
4） 逐点采样一组数据，求其“均方根”得到其有效值。

图1 轨道感应电压智能监测框图

ISO124为BB公司采用新型的滞回调制/解调技术设计的低成本精密电容隔离放大器，它是由在电路上完全对称的输入部分和输出部分组成，制造时采用激光调整工艺使两部分完全匹配，因此ISO124的输出端能够高精度复现输入信号，所以系统接入ISO124不会影响信号的完整性，而且具有较好的高频暂态性能，如果不接任何外部器件，其传输系数为1：1，增益误差小于±0.5%。利用ISO124和AD736设计的轨道感应电压智能监测电路图如图2所示。 图中A1212S-1W是为ISO124输入端提供±12V电源的，此电源与输出部分±12V电源是相互隔离的，这样保证ISO124的输入和输出部分在电气上完全隔离。轨道感应电压经ISO124隔离后，直接输入到AD736的高阻抗输入端，而将Cc引脚与公共端COM通过隔直电容Cc相连，此种方式下，输出为轨道感应电压的有效值，将不包含直流分量。

图2 轨道感应电压测量原理图

结语

我国铁路机车信号主要采用相位连续的移频键控FSK调制方式，目前广泛采用的主要有两种：国产移频信号及法国UM－71移频信号，国产移频信号的中心频率主要有四种，分别是下行550Hz、750 Hz及上行650 Hz和850 Hz，法国UM－71移频信号的中心频率也主要

有四种，分别是下行1700Hz、2300 Hz及上行2000 Hz和2600 Hz，我们设计的轨道感应电压有效值的监测电路中，在上述两种制式的频率范围内的测量精度都达到了±3mV，满足现场的实际需求。