道軌車輪傳感裝置的制造方法
【專利摘要】一種道軌車輪傳感裝置，包括車輪傳感單元、第一脈沖干擾過濾單元、第二脈沖干擾過濾單元，車輪傳感單元中包括有兩個磁頭式車輪傳感器，輸出的第一傳感信號、第二傳感信號分別由第一脈沖干擾過濾單元、第二脈沖干擾過濾單元自動過濾負(fù)寬脈沖期間的正窄脈沖和正寬脈沖期間的負(fù)窄脈沖干擾，特別是過濾連續(xù)的抖動窄脈沖干擾信號。需要過濾的正窄脈沖和負(fù)窄脈沖的最大寬度能夠分別通過改變充電時間常數(shù)和放電時間常數(shù)進(jìn)行調(diào)整。所述道軌車輪傳感裝置能夠應(yīng)用在對道軌上機車、列車進(jìn)行車輪檢測與計軸的場合。
【專利說明】
道軌車輪傳感裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明設(shè)及一種有軌交通車輛的傳感檢測裝置，尤其是一種道軌車輪傳感裝置。
【背景技術(shù)】
[0002] 軌道電路軌面因為不良導(dǎo)電物影響造成軌道電路分路不良，列車或者機車占用軌 道時控制該軌道區(qū)段的軌道繼電器不能正常動作，造成信號聯(lián)鎖失效。采用計軸傳感器方 案時，機械傳感器依靠彈黃控制電極觸點的通斷來產(chǎn)生列車到來的信號，容易產(chǎn)生接點接 觸不良和信號抖動干擾;紅外傳感器的紅外線易被灰塵和雜物遮擋，且易受其他光照的干 擾產(chǎn)生干擾脈沖;超聲的壓電轉(zhuǎn)換器由于必須裸露在外，無法進(jìn)行有效的防護(hù)，同時也易受 到施工工人等其他障礙物的干擾影響，產(chǎn)生干擾脈沖;滿流線圈感應(yīng)、磁頭傳感器感應(yīng)容易 受到金屬雜物的影響，例如，當(dāng)鐵路施工人員持鐵揪滑過磁頭傳感器時，容易對磁頭判別造 成干擾，輸出干擾脈沖。上述各種傳感器在車輪進(jìn)入或者退出檢測區(qū)間時，由于車輛經(jīng)過造 成的傳感器震動、車輪自身振動W及傳感器自身觸點抖動等原因，也會造成傳感信號邊沿 產(chǎn)生抖動脈沖。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 為了解決現(xiàn)有道軌上機車、列車進(jìn)行車輪檢測與計軸裝置所存在的問題，本發(fā)明 提供了一種道軌車輪傳感裝置，包括車輪傳感單元、第一脈沖干擾過濾單元、第二脈沖干擾 過濾單元。
[0004] 所述車輪傳感單元輸出第一傳感信號和第二傳感信號;所述第一傳感信號送至第 一脈沖干擾過濾單元的脈沖輸入端，第二傳感信號送至第二脈沖干擾過濾單元的脈沖輸入 端;所述第一脈沖干擾過濾單元的輸出脈沖端輸出第一計軸信號，第二脈沖干擾過濾單元 的輸出脈沖端輸出第二計軸信號。
[0005] 所述第一脈沖干擾過濾單元和第二脈沖干擾過濾單元為結(jié)構(gòu)參數(shù)相同的脈沖干 擾過濾單元。
[0006] 所述脈沖干擾過濾單元包括快速放電電路、快速充電電路、電容、施密特電路;所 述快速放電電路的輸入為輸入脈沖，輸出端連接至施密特電路輸入端;所述快速充電電路 的輸入為輸入脈沖，輸出端連接至施密特電路輸入端;所述電容的一端連接至施密特電路 輸入端，另外一端連接至脈沖干擾過濾單元的公共地或者是供電電源;所述施密特電路的 輸出端為輸出脈沖端。
[0007] 所述快速放電電路包括快速放電二極管、充電電阻、快速放電開關(guān);所述快速放電 二極管與充電電阻并聯(lián)后，再與快速放電開關(guān)串聯(lián);所述快速充電電路包括快速充電二極 管、放電電阻、快速充電開關(guān);所述快速充電二極管與放電電阻并聯(lián)后，再與快速充電開關(guān) 串聯(lián);所述快速放電二極管上的單向電流流向為從快速放電電路輸出端流向輸入端;所述 快速充電二極管上的單向電流流向為從快速充電二極管輸入端流向輸出端。
[000引所述快速放電開關(guān)、快速充電開關(guān)由輸出脈沖控制，具體方法是，當(dāng)施密特電路為 同相施密特電路時，輸出脈沖的低電平控制快速放電開關(guān)接通、快速充電開關(guān)關(guān)斷，輸出脈 沖的高電平控制快速放電開關(guān)關(guān)斷、快速充電開關(guān)接通；當(dāng)施密特電路為反相施密特電路 時，輸出脈沖的高電平控制快速放電開關(guān)接通、快速充電開關(guān)關(guān)斷，輸出脈沖的低電平控制 快速放電開關(guān)關(guān)斷、快速充電開關(guān)接通。
[0009] 所述快速放電開關(guān)和快速充電開關(guān)為數(shù)字控制的多路模擬開關(guān)，或者是均為電平 控制的雙向模擬開關(guān)。
[0010] 所述充電電阻與放電電阻的電阻值相同時，能夠取消快速放電電路中的充電電阻 與快速充電電路中的放電電阻并用電阻值與充電電阻相同的充放電電阻代替;所述充放電 電阻并聯(lián)在輸入脈沖端和施密特電路輸入端。
[0011] 所述脈沖干擾過濾單元能夠過濾的正窄脈沖寬度通過改變充電時間常數(shù)或者施 密特電路的上限口檻電壓來進(jìn)行控制，能夠過濾的負(fù)窄脈沖寬度通過改變放電時間常數(shù)或 者施密特電路的下限口檻電壓來進(jìn)行控制。
[0012 ]所述充電時間常數(shù)為充電電阻與電容的乘積;所述放電時間常數(shù)為放電電阻與電 容的乘積?；蛘呤牵龀潆姇r間常數(shù)和放電時間常數(shù)均為充放電電阻與電容的乘積。
[0013] 所述施密特電路具有高輸入阻抗特性。
[0014] 本發(fā)明的有益效果是:所述道軌車輪傳感裝置允許車輪傳感單元輸出的傳感信號 中寬度大于規(guī)定值的正脈沖和負(fù)脈沖信號通過，能夠自動過濾負(fù)寬脈沖期間的正窄脈沖， 特別是能夠快速恢復(fù)過濾能力過濾連續(xù)的正窄脈沖干擾信號，消除輸入脈沖的上升沿抖 動；能夠自動過濾正寬脈沖期間的負(fù)窄脈沖，特別是能夠快速恢復(fù)過濾能力過濾連續(xù)的負(fù) 窄脈沖干擾信號，消除輸入脈沖的下降沿抖動；需要過濾的正窄脈沖和負(fù)窄脈沖最大寬度 能夠分布通過改變充電時間常數(shù)和放電時間常數(shù)進(jìn)行調(diào)整。
【附圖說明】
[0015] 圖1為道軌車輪傳感裝置實施例結(jié)構(gòu)框圖；
[0016] 圖2為脈沖干擾過濾單元實施例1;
[0017] 圖3為脈沖干擾過濾單元實施例1的輸入脈沖和輸出脈沖波形；
[0018] 圖4為脈沖干擾過濾單元實施例2;
[0019] 圖5為脈沖干擾過濾單元實施例3;
[0020] 圖6為脈沖干擾過濾單元實施例3的輸入脈沖和輸出脈沖波形；
[0021 ]圖7為脈沖干擾過濾單元實施例4;
[0022] 圖8為脈沖干擾過濾單元實施例5;
[0023] 圖9為脈沖干擾過濾單元實施例6。
【具體實施方式】
[0024] W下結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步說明。
[0025] 如圖1所示為道軌車輪傳感裝置實施例結(jié)構(gòu)框圖，包括車輪傳感單元10、第一脈沖 干擾過濾單元20、第二脈沖干擾過濾單元30。車輪傳感單元10中包括有兩個車輪傳感器，分 別輸出第一傳感信號Ml和第二傳感信號N1;第一傳感信號Ml送至第一脈沖干擾過濾單元的 脈沖輸入端P1，第二傳感信號N1送至第二脈沖干擾過濾單元的脈沖輸入端P1;第一脈沖干 擾過濾單元的輸出脈沖端P2輸出第一計軸信號M2,第二脈沖干擾過濾單元的輸出脈沖端P2 輸出第二計軸信號N2。
[0026] 車輪傳感單元中包括的車輪傳感器為機械傳感器、紅外傳感器、超聲壓電轉(zhuǎn)換器、 滿流線圈感應(yīng)傳感器、磁頭傳感器等各種計軸傳感器。
[0027] 第一脈沖干擾過濾單元和第二脈沖干擾過濾單元為結(jié)構(gòu)參數(shù)相同的脈沖干擾過 濾單元。脈沖干擾過濾單元的組成包括快速放電電路、快速充電電路、電容、施密特電路。
[0028] 如圖2所示為脈沖干擾過濾單元實施例1。實施例1中，快速放電二極管、充電電阻、 快速放電開關(guān)分別為二極管D11、電阻R11、開關(guān)T11，組成了快速放電電路;快速充電二極 管、放電電阻、快速充電開關(guān)分別為二極管D12、電阻R12、開關(guān)T12,組成了快速充電電路;電 容為電容C11。施密特電路F11為同相施密特電路，實施例1中輸出脈沖P2與輸入脈沖P1同 相。電容C11的一端接施密特電路的輸入端，目陽11的輸入端A2，另外一端連接至公共地。二 極管D11的陽極連接至F11的輸入端A2,陰極與開關(guān)T11串聯(lián)后連接至輸入脈沖端P1，當(dāng)開關(guān) T11導(dǎo)通時，二極管D11的單向電流流向為從F11的輸入端A2流向輸入脈沖端P1。二極管D12 的陰極連接至F11的輸入端A2,陽極與開關(guān)T12串聯(lián)后連接至輸入脈沖端P1，當(dāng)開關(guān)T12導(dǎo)通 時，二極管D12的單向電流流向為從輸入脈沖端P1流向F11的輸入端A2。
[0029] 快速放電開關(guān)、快速充電開關(guān)為電平控制的雙向模擬開關(guān)。實施例1中，開關(guān)T11、 開關(guān)T12均選擇控制信號為高電平時開關(guān)接通，控制信號為低電平時開關(guān)關(guān)斷的雙向模擬 開關(guān)，型號可W選擇CD4066,或者是CD4016。實施例1中施密特電路F11為同相施密特電路， 輸出脈沖P2 (圖帥A3點)直接連接至開關(guān)T12的電平控制端，輸出脈沖P2的高、低電平分別 控制開關(guān)T12接通、關(guān)斷;輸出脈沖P2經(jīng)過反相器F12后（圖帥麻點借接至開關(guān)T11的電平 控制端，輸出脈沖P2的高、低電平分別控制開關(guān)T11關(guān)斷、接通。受到輸出脈沖P2的控制，開 關(guān)T11與開關(guān)T12中總是一個處于接通狀態(tài)，另外一個處于關(guān)斷狀態(tài)。
[0030] 圖3為脈沖干擾過濾單元實施例1的輸入脈沖和輸出脈沖波形。圖3中，P1為輸入脈 沖，P2為輸出脈沖，當(dāng)P1低電平為正常的負(fù)寬脈沖時，圖2中A2點電位與A1點低電平電位一 致，P2為低電平，開關(guān)T11接通、T12關(guān)斷。正窄脈沖11的高電平通過充電電阻R11對電容C11 充電，使A2點電位上升；由于窄脈沖11的寬度小于時間T1，A2點電位在窄脈沖11結(jié)束時仍低 于施密特電路F11的上限口檻電壓，因此，P2維持為低電平，開關(guān)T11維持接通;窄脈沖11結(jié) 束時，A1點重新變?yōu)榈碗娖角彝ㄟ^快速放電二極管D11使電容C11快速放電，使A2點電位與 A1點低電平電位一致，恢復(fù)至窄脈沖11來臨前的狀態(tài)，其抗干擾能力得到迅速恢復(fù)，當(dāng)后面 緊接有連續(xù)的正窄脈沖干擾信號時，同樣能夠過濾掉。正窄脈沖12、正窄脈沖13的寬度均小 于時間T1，因此，當(dāng)窄脈沖12、窄脈沖13中的每一個結(jié)束時，P2維持為低電平，A1點重新變?yōu)?低電平且通過快速放電二極管D11使電容C11快速放電，使A2點電位與A1點低電平電位一 致。
[0031] 脈沖14為正常的正寬脈沖，P1在上升沿20之后維持高電平時間達(dá)到T1時，P1的高 電平通過充電電阻R11對電容C11充電，使A2點電位上升達(dá)到施密特電路F11的上限口檻電 壓，施密特電路F11輸出P2在上升沿25處從低電平變?yōu)楦唠娖?，使開關(guān)T11關(guān)斷、T12接通;A1 點的高電平通過快速充電二極管D12使電容C11快速充電，使A2點電位與A1點高電平電位一 致，P2維持為高電平。
[0032] 負(fù)窄脈沖15的低電平通過放電電阻R12對電容C11放電，使A2點電位下降；由于窄 脈沖15的寬度小于時間T2，A2點電位在窄脈沖15結(jié)束時仍高于施密特電路Fll的下限口檻 電壓，因此，P2維持為高電平，開關(guān)T12維持接通;窄脈沖15結(jié)束時，A1點重新變?yōu)楦唠娖角?通過快速充電二極管D12使電容C11快速充電，使A2點電位與A1點高電平電位一致，恢復(fù)至 窄脈沖15來臨前的狀態(tài)，其抗干擾能力得到迅速恢復(fù)，當(dāng)后面緊接有連續(xù)的負(fù)窄脈沖干擾 信號時，同樣能夠過濾掉。負(fù)窄脈沖16、負(fù)窄脈沖17、負(fù)窄脈沖18的寬度均小于時間T2,因 此，當(dāng)窄脈沖16、窄脈沖17、窄脈沖18中的每一個結(jié)束時，P2維持為高電平，A1點重新變?yōu)楦?電平且通過快速充電二極管D12使電容C11快速充電，使A2點電位與A1點高電平電位一致。
[0033] P1在下降沿21之后維持低電平時間達(dá)到T2時，表示P1有一個正常的負(fù)寬脈沖，P1 的低電平通過放電電阻R12對電容C11放電，使A2點電位下降達(dá)到施密特電路F11的下限口 檻電壓，施密特電路F11輸出P2在下降沿26處從高電平變?yōu)榈碗娖剑归_關(guān)T11接通、T12關(guān) 斷;A1點的低電平通過快速放電二極管D11使電容C11快速放電，使A2點電位與A1點低電平 電位一致，P2維持為低電平。P1的負(fù)寬脈沖19寬度大于T2,在負(fù)寬脈沖19的上升沿22之后維 持高電平時間達(dá)到T1時，P2在上升沿27處從低電平變?yōu)楦唠娖健?br>[0034] 脈沖干擾過濾單元將P1信號中的窄脈沖11、窄脈沖12、窄脈沖13、窄脈沖15、窄脈 沖16、窄脈沖17、窄脈沖18都過濾掉，而正寬脈沖14、負(fù)寬脈沖19能夠通過，使P2信號中出現(xiàn) 相應(yīng)的正寬脈沖23和負(fù)寬脈沖24。輸出脈沖P2與輸入脈沖P1同相，而輸出的寬脈沖23上升 沿比輸入的寬脈沖14上升沿滯后時間T1，下降沿滯后時間T2。
[0035] 窄脈沖11、窄脈沖12、窄脈沖13為正窄脈沖，其中窄脈沖11為干擾脈沖，窄脈沖12、 窄脈沖13為連續(xù)的觸點抖動脈沖。時間T1為脈沖干擾過濾單元能夠過濾的最大正窄脈沖寬 度。T1受到充電時間常數(shù)、輸入脈沖P1的高電平電位、輸入脈沖P1的低電平電位和施密特電 路F11的上限口檻電壓共同影響。通常情況下，輸入脈沖P1的高電平電位和低電平電位為定 值，因此，調(diào)整T1的值可W通過改變充電時間常數(shù)或者施密特電路的上限口檻電壓來進(jìn)行。 圖2中，充電時間常數(shù)為充電電阻R11與電容C11的乘積。
[0036] 窄脈沖15、窄脈沖16、窄脈沖17、窄脈沖18為負(fù)窄脈沖，其中窄脈沖15為干擾脈沖， 窄脈沖16、窄脈沖17、窄脈沖18為連續(xù)的觸點抖動脈沖。時間T2為脈沖干擾過濾單元能夠過 濾的最大負(fù)窄脈沖寬度。T2受到放電時間常數(shù)、輸入脈沖P1的高電平電位、輸入脈沖P1的低 電平電位和施密特電路F11的下限口檻電壓共同影響。通常情況下，輸入脈沖P1的高電平電 位和低電平電位為定值，因此，調(diào)整T2的值可W通過改變放電時間常數(shù)或者施密特電路的 下限口檻電壓來進(jìn)行。圖2中，放電時間常數(shù)為放電電阻R12與電容C11的乘積。
[0037] 圖2中，二極管D11與電阻R11并聯(lián)后再與開關(guān)T11串聯(lián)，輸入脈沖P1從A1點先經(jīng)過 開關(guān)T11、然后經(jīng)過二極管D11與電阻R11的并聯(lián)電路到達(dá)A2點，按照脈沖信號流向關(guān)系，快 速放電開關(guān)串聯(lián)連接在快速放電二極管與充電電阻的并聯(lián)電路的前面;二極管D12與電阻 R12并聯(lián)后再與開關(guān)T12串聯(lián)，按照脈沖信號流向關(guān)系，快速充電開關(guān)串聯(lián)連接在快速充電 二極管與放電電阻的并聯(lián)電路的前面?？焖俜烹婇_關(guān)的串聯(lián)位置也可W放在快速放電二極 管與充電電阻的并聯(lián)電路的后面，同樣地，快速充電開關(guān)的串聯(lián)位置也可W放在快速充電 二極管與放電電阻的并聯(lián)電路的后面。另外，電容C11接公共地的一端也可W改接在脈沖干 擾過濾單元的供電電源端。
[0038] 圖帥，施密特電路F11也可W選擇反相施密特電路，此時輸出脈沖P2與輸入脈沖 P1反相，輸出脈沖P2及其反相信號控制開關(guān)T11、開關(guān)T12的連接方式需要按照輸出脈沖P2 的高、低電平分別控制開關(guān)T12關(guān)斷、接通，輸出脈沖P2的高、低電平分別控制開關(guān)Til接通、 關(guān)斷來進(jìn)行。
[0039] 圖4所示為脈沖干擾過濾單元實施例2,快速放電二極管、充電電阻、快速放電開關(guān) 分別為二極管D21、電阻R21、開關(guān)T21，快速充電二極管、放電電阻、快速充電開關(guān)分別為二 極管D22、電阻R22、開關(guān)T22,電容為電容C21。施密特電路F21為同相施密特電路，輸出脈沖 P2(圖4中B3點值接連接至開關(guān)T22的電平控制端;輸出脈沖P2經(jīng)過反相器F22后（圖4中麗 點)連接至開關(guān)T21的電平控制端。實施例2與圖2所示的實施例1結(jié)構(gòu)類似，不同之處一是電 容C21的一端接施密特電路的輸入端，另外一端連接至脈沖干擾過濾單元的供電電源+VCC， 不同之處二是按照脈沖信號流向關(guān)系，快速放電開關(guān)的串聯(lián)位置在快速放電二極管與充電 電阻的并聯(lián)電路的后面，即開關(guān)T21串聯(lián)在二極管D21與電阻R21并聯(lián)電路的后面。實施例2 的工作原理與實施例1相同。
[0040] 如圖5所示為脈沖干擾過濾單元實施例3,快速放電二極管、充電電阻分別為二極 管D31、電阻R31，快速充電二極管、放電電阻分別為二極管D32、電阻R32，快速放電開關(guān)與快 速充電開關(guān)為數(shù)字控制的多路模擬開關(guān)Τ31，Τ31的常開開關(guān)為快速放電開關(guān)，常閉開關(guān)為 快速充電開關(guān);二極管D31、電阻R31與多路模擬開關(guān)Τ31的常開開關(guān)（圖5中C1)組成快速放 電電路，二極管D32、電阻R32與多路模擬開關(guān)Τ31的常閉開關(guān)（圖5中C0)組成快速充電電路； 電容為電容C31，電容C31的一端接施密特電路的輸入端，即F31的輸入端C2，另外一端連接 至公共地。施密特電路F31為反相施密特電路，要求輸出脈沖Ρ2的高電平控制快速放電開關(guān) 接通、快速充電開關(guān)關(guān)斷，低電平控制快速放電開關(guān)關(guān)斷、快速充電開關(guān)接通；圖5中，輸出 脈沖Ρ2(圖5中C3點）直接連接至多路模擬開關(guān)Τ31的數(shù)字控制端，輸出脈沖Ρ2的高電平控制 多路模擬開關(guān)Τ31的常開開關(guān)接通、常閉開關(guān)關(guān)斷，即輸出脈沖Ρ2的高電平控制快速放電開 關(guān)接通、快速充電開關(guān)關(guān)斷;輸出脈沖Ρ2的低電平控制多路模擬開關(guān)Τ31的常開開關(guān)關(guān)斷、 常閉開關(guān)接通，即輸出脈沖Ρ2的低電平控制快速放電開關(guān)關(guān)斷、快速充電開關(guān)接通。
[0041] 數(shù)字控制的多路模擬開關(guān)可W選擇CD4051、CD4052、CD4053等不同型號的器件。實 施例3中，T31選擇數(shù)字控制的2通道模擬開關(guān)CD4053。
[0042] 圖6為脈沖干擾過濾單元實施例3的輸入脈沖和輸出脈沖波形。圖6中，P1為輸入脈 沖，P2為輸出脈沖，當(dāng)P1低電平為正常的負(fù)寬脈沖時，圖5中C2點電位與脈沖輸入端C4點低 電平電位一致，P2為高電平，T31常開開關(guān)接通、常閉開關(guān)關(guān)斷。正窄脈沖31的高電平通過充 電電阻R31對電容C31充電，使C2點電位上升；由于窄脈沖31的寬度小于時間T1，C2點電位在 窄脈沖31結(jié)束時仍低于施密特電路F31的上限口檻電壓，因此，P2維持為高電平，T31狀態(tài)維 持;窄脈沖31結(jié)束，C4點重新變?yōu)榈碗娖角彝ㄟ^快速放電二極管D31使電容C31快速放電，使 C2點電位與C4點低電平電位一致，恢復(fù)至窄脈沖31來臨前的狀態(tài)，其抗干擾能力得到迅速 恢復(fù)，當(dāng)后面緊接有連續(xù)的正窄脈沖干擾信號時，同樣能夠過濾掉。正窄脈沖32、正窄脈沖 33的寬度均小于時間T1，因此，當(dāng)窄脈沖32、窄脈沖33中的每一個結(jié)束時，P2維持為高電平， C4點重新變?yōu)榈碗娖角彝ㄟ^快速放電二極管D31使電容C31快速放電，使C2點電位與C4點低 電平電位一致。
[0043] 脈沖34為正常的正寬脈沖，P1在上升沿40之后維持高電平時間達(dá)到T1時，P1的高 電平通過充電電阻R31對電容C31充電，使C2點電位上升達(dá)到施密特電路F31的上限口檻電 壓，施密特電路F31輸出P2在下降沿45處從高電平變?yōu)榈碗娖?，使T31常開開關(guān)關(guān)斷、常閉開 關(guān)接通;C4點的高電平通過快速充電二極管D32使電容C31快速充電，使C2點電位與C4點高 電平電位一致，P2維持為低電平。
[0044] 負(fù)窄脈沖35的低電平通過放電電阻R32對電容C31放電，使C2點電位下降；由于窄 脈沖35的寬度小于時間T2，C2點電位在窄脈沖35結(jié)束時仍高于施密特電路F31的下限口檻 電壓，因此，P2維持為低電平，T31狀態(tài)維持;窄脈沖35結(jié)束，C4點重新變?yōu)楦唠娖角彝ㄟ^快 速充電二極管D32使電容C31快速充電，使C2點電位與C4點高電平電位一致，恢復(fù)至窄脈沖 31來臨前的狀態(tài)，其抗干擾能力得到迅速恢復(fù)，當(dāng)后面緊接有連續(xù)的負(fù)窄脈沖干擾信號時， 同樣能夠過濾掉。負(fù)窄脈沖36、負(fù)窄脈沖37、負(fù)窄脈沖38的寬度均小于時間T2,因此，當(dāng)窄脈 沖36、窄脈沖37、窄脈沖38中的每一個結(jié)束時，P2維持為低電平，C4點重新變?yōu)楦唠娖角彝?過快速充電二極管D32使電容C31快速充電，使C2點電位與C4點高電平電位一致。
[0045] P1在下降沿41之后維持低電平時間達(dá)到T2時，表示P1有一個正常的負(fù)寬脈沖，P1 的低電平通過放電電阻R32對電容C31放電，使C2點電位下降達(dá)到施密特電路F31的下限口 檻電壓，施密特電路F31輸出P2在上升沿46處從低電平變?yōu)楦唠娖剑筎31常開開關(guān)接通、常 閉開關(guān)關(guān)斷；C4點的低電平通過快速放電二極管D31使電容C31快速放電，使C2點電位與C4 點低電平電位一致，P2維持為高電平。P1的負(fù)寬脈沖39寬度大于T2,在負(fù)寬脈沖39的上升沿 42之后維持高電平時間達(dá)到T1時，P2在下降沿47處從高電平變?yōu)榈碗娖健?br>[0046] 脈沖干擾過濾單元將P1信號中的窄脈沖31、窄脈沖32、窄脈沖33、窄脈沖35、窄脈 沖36、窄脈沖37、窄脈沖38都過濾掉，而正寬脈沖34、負(fù)寬脈沖39能夠通過，使P2信號中出現(xiàn) 相應(yīng)的、且與P1反相的負(fù)寬脈沖43和正寬脈沖44。窄脈沖31、窄脈沖32、窄脈沖33為正窄脈 沖，其中窄脈沖31為干擾脈沖，窄脈沖32、窄脈沖33為連續(xù)的觸點抖動脈沖。窄脈沖35、窄脈 沖36、窄脈沖37、窄脈沖38為負(fù)窄脈沖，其中窄脈沖35為干擾脈沖，窄脈沖36、窄脈沖37、窄 脈沖38為連續(xù)的觸點抖動脈沖。
[0047] 圖6中，時間T1為脈沖干擾過濾單元能夠過濾的輸入的最大正窄脈沖寬度，調(diào)整T1 的值可W通過改變充電時間常數(shù)或者施密特電路的上限口檻電壓來進(jìn)行。圖5中，充電時間 常數(shù)為充電電阻R31與電容C31的乘積。時間T2為脈沖干擾過濾單元能夠過濾的輸入的最大 負(fù)窄脈沖寬度。調(diào)整T2的值可W通過改變放電時間常數(shù)或者施密特電路的下限口檻電壓來 進(jìn)行。圖5中，放電時間常數(shù)為放電電阻R32與電容C31的乘積。
[004引圖5中，多路模擬開關(guān)T31采用的是分配器接法，由數(shù)字信號C3控制輸入脈沖P1分 配至快速放電電路或者是快速充電電路;多路模擬開關(guān)T31也可W采用選擇器接法，即輸入 脈沖P1同時送至快速放電電路與快速充電電路，由數(shù)字信號控制選擇快速放電電路或者是 快速充電電路的信號連接至施密特電路。
[0049] 圖5中，電容C31接公共地的一端也可W改接在脈沖干擾過濾單元的供電電源端。
[0050] 圖5中，施密特電路F31也可W選擇同相施密特電路。
[0051] 圖7所示為脈沖干擾過濾單元實施例4,快速放電二極管、充電電阻分別為二極管 D41、電阻R41，快速充電二極管、放電電阻分別為二極管D42、電阻R42,快速放電開關(guān)與快速 充電開關(guān)為數(shù)字控制的多路模擬開關(guān)T41;電容為電容C41，電容C41的一端接施密特電路的 輸入端，目陽41的輸入端D2,另外一端連接至公共地。實施例4與實施例3的結(jié)構(gòu)類似，不同之 處在于一是多路模擬開關(guān)T41采用了選擇器接法，選擇器接法與分配器接法從工作原理上 沒有什么不同；二是施密特電路F41為同相施密特電路，輸出脈沖P2與輸入脈沖P1同相，輸 出脈沖P2(圖7中D3點）直接連接至多路模擬開關(guān)T41的數(shù)字控制端，所WT41的常閉開關(guān)為 快速放電開關(guān)，常開開關(guān)為快速充電開關(guān);二極管D41、電阻R41與多路模擬開關(guān)T41的常閉 開關(guān)(圖7中DO)組成快速放電電路，二極管D42、電阻R42與多路模擬開關(guān)T41的常開開關(guān)(圖 7中D1)組成快速充電電路。
[0052] 圖8所示為脈沖干擾過濾單元實施例5。實施例5中，快速放電二極管、快速放電開 關(guān)分別為二極管D51、開關(guān)T51，組成了快速放電電路;快速充電二極管、快速充電開關(guān)分別 為二極管D52、開關(guān)T52,組成了快速充電電路；電容為電容C51;施密特電路F51為反相施密 特電路，因此，實施例5中輸出脈沖P2與輸入脈沖P1反相，輸出脈沖P2 (圖8中E3點）直接連接 至開關(guān)T51的電平控制端;輸出脈沖P2經(jīng)過反相器F52后（圖8中屈點）連接至開關(guān)T52的電 平控制端。
[0053] 實施例5中，分別與快速放電二極管、快速充電二極管并聯(lián)的充電電阻、放電電阻 被取消，均由并聯(lián)在輸入脈沖端E1和施密特電路輸入端E2的充放電電阻R51代替。此電路為 充電電阻與放電電阻相同的特例，可W簡化電路結(jié)構(gòu)。
[0054] 圖9所示為脈沖干擾過濾單元實施例6。實施例6中，快速放電二極管為二極管D61， 快速充電二極管為二極管D62,快速放電開關(guān)與快速充電開關(guān)為數(shù)字控制的多路模擬開關(guān) T61;電容為電容C61，電容C61的一端接施密特電路的輸入端，即F61的輸入端F2,另外一端 連接至公共地;多路模擬開關(guān)T61采用分配器接法。施密特電路F61為同相施密特電路，輸出 脈沖P2與輸入脈沖P1同相，輸出脈沖P2 (圖9中F3點)直接連接至多路模擬開關(guān)T61的數(shù)字控 制端，所WT61的常閉開關(guān)為快速放電開關(guān)，常開開關(guān)為快速充電開關(guān);二極管D61與多路模 擬開關(guān)T41的常閉開關(guān)（圖9中F0)組成快速放電電路，二極管D62與多路模擬開關(guān)T61的常開 開關(guān)（圖9中F1)組成快速充電電路。
[0055] 實施例6中，分別與快速放電二極管、快速充電二極管并聯(lián)的充電電阻、放電電阻 被取消，均由并聯(lián)在輸入脈沖端F4和施密特電路輸入端F2的充放電電阻R61代替。此電路也 為充電電阻與放電電阻相同的特例，可W簡化電路結(jié)構(gòu)。
[0056] 所述施密特電路的輸入信號為電容上的電壓，因此，要求施密特電路具有高輸入 阻抗特性。施密特電路可W選擇具有高輸入阻抗特性的CMOS施密特反相器CD40106、 74肥14，或者是選擇具有高輸入阻抗特性的CMOS施密特與非口 CD4093、74肥24等器件。CMOS 施密特反相器或者CMOS施密特與非口的上限口檻電壓、下限口檻電壓均為與器件相關(guān)的固 定值，因此，調(diào)整能夠過濾的輸入的正窄脈沖寬度、負(fù)窄脈沖寬度需要通過改變充電時間常 數(shù)、放電時間常數(shù)來進(jìn)行。用施密特反相器或者施密特與非口構(gòu)成同相施密特電路，需要在 施密特反相器或者施密特與非口后面增加一級反相器。
[0057] 施密特電路還可W選擇采用運算放大器來構(gòu)成，采用運算放大器來構(gòu)成施密特電 路可W靈活地改變上限口檻電壓、下限口檻電壓。同樣地，采用運算放大器來構(gòu)成施密特電 路時，需要采用具有高輸入阻抗特性的結(jié)構(gòu)與電路。
【主權(quán)項】
1. 一種道軌車輪傳感裝置，其特征在于： 包括車輪傳感單元、第一脈沖干擾過濾單元、第二脈沖干擾過濾單元； 所述車輪傳感單元輸出第一傳感信號和第二傳感信號;所述第一傳感信號送至第一脈 沖干擾過濾單元的脈沖輸入端，第二傳感信號送至第二脈沖干擾過濾單元的脈沖輸入端； 所述第一脈沖干擾過濾單元的輸出脈沖端輸出第一計軸信號，第二脈沖干擾過濾單元 的輸出脈沖端輸出第二計軸信號。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的道軌車輪傳感裝置，其特征在于： 所述第一脈沖干擾過濾單元和第二脈沖干擾過濾單元為結(jié)構(gòu)參數(shù)相同的脈沖干擾過 濾單元； 所述脈沖干擾過濾單元包括快速放電電路、快速充電電路、電容、施密特電路； 所述快速放電電路的輸入為輸入脈沖，輸出端連接至施密特電路輸入端； 所述快速充電電路的輸入為輸入脈沖，輸出端連接至施密特電路輸入端； 所述電容的一端連接至施密特電路輸入端，另外一端連接至脈沖干擾過濾單元的公共 地或者是供電電源； 所述施密特電路的輸出端為輸出脈沖端。3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的道軌車輪傳感裝置，其特征在于:所述快速放電電路包括快速 放電二極管、充電電阻、快速放電開關(guān);所述快速放電二極管與充電電阻并聯(lián)后，再與快速 放電開關(guān)串聯(lián);所述快速充電電路包括快速充電二極管、放電電阻、快速充電開關(guān);所述快 速充電二極管與放電電阻并聯(lián)后，再與快速充電開關(guān)串聯(lián)； 所述快速放電二極管的單向電流流向為從快速放電電路輸出端流向輸入端;所述快速 充電二極管的單向電流流向為從快速充電二極管輸入端流向輸出端； 所述快速放電開關(guān)、快速充電開關(guān)由輸出脈沖控制。4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的道軌車輪傳感裝置，其特征在于:所述所述快速放電開關(guān)、快 速充電開關(guān)由輸出脈沖控制的具體方法是，當(dāng)施密特電路為同相施密特電路時，輸出脈沖 的低電平控制快速放電開關(guān)接通、快速充電開關(guān)關(guān)斷，輸出脈沖的高電平控制快速放電開 關(guān)關(guān)斷、快速充電開關(guān)接通;當(dāng)施密特電路為反相施密特電路時，輸出脈沖的高電平控制快 速放電開關(guān)接通、快速充電開關(guān)關(guān)斷，輸出脈沖的低電平控制快速放電開關(guān)關(guān)斷、快速充電 開關(guān)接通。5. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的道軌車輪傳感裝置，其特征在于:所述快速放電開關(guān)和快速充 電開關(guān)為數(shù)字控制的多路模擬開關(guān)，或者是均為電平控制的雙向模擬開關(guān)。6. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的道軌車輪傳感裝置，其特征在于:所述充電電阻與放電電阻的 電阻值相同時，能夠取消快速放電電路中的充電電阻與快速充電電路中的放電電阻并用電 阻值與充電電阻相同的充放電電阻代替;所述充放電電阻并聯(lián)在輸入脈沖端和施密特電路 輸入端。7. 根據(jù)權(quán)利要求3 - 6中任一項所述的道軌車輪傳感裝置，其特征在于:所述脈沖干擾 過濾單元能夠過濾的正窄脈沖寬度通過改變充電時間常數(shù)或者施密特電路的上限門檻電 壓來進(jìn)行控制，能夠過濾的負(fù)窄脈沖寬度通過改變放電時間常數(shù)或者施密特電路的下限門 檻電壓來進(jìn)行控制。8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的道軌車輪傳感裝置，其特征在于:所述充電時間常數(shù)為充電電 阻與電容的乘積;所述放電時間常數(shù)為放電電阻與電容的乘積。9. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的道軌車輪傳感裝置，其特征在于:所述充電時間常數(shù)和放電時 間常數(shù)均為充放電電阻與電容的乘積。10. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的道軌車輪傳感裝置，其特征在于:所述施密特電路具有高輸 入阻抗特性。
【文檔編號】B61L1/16GK105966420SQ201610417050
【公開日】2016年9月28日
【申請日】2016年6月15日
【發(fā)明人】凌云, 陳剛, 孔玲爽, 郭艷杰
【申請人】湖南工業(yè)大學(xué)