1.本实用新型涉及铁路轨道技术领域，具体涉及为一种微电子相敏轨道电路接收器。


背景技术：

2.相敏轨道电路接收器是用于显示轨道电路空闲或占用的设备，常用的有25hz和50hz的相敏轨道接收器，其中50hz相敏轨道电路被广泛应用于城市轨道交通的轨道电路系统，而相敏轨道接收器主要有继电式和微电子式两种，其中继电式的接收器通常存在抗电气化干扰能力差，轨道继电器误动作，继电器接点卡阻、返还系数第等问题。因此，微电子式接收器的应用越来越广泛。然而，现有的微电子相敏接收器存在数据处理较慢，抗干扰能力较弱，测量误差较大等问题。


技术实现要素：

3.本实用新型的目的是提供一种准确性高、数据处理速度快的微电子相敏轨道电路接收器。
4.为解决上述技术问题，本实用新型的技术方案如下：
5.一种微电子相敏轨道电路接收器，包括轨道电压采集单元、局部电压采集单元、供电电源、控制器单元、继电器动作单元和报警单元，所述控制器单元包括第一控制器、第二控制器和第三控制器，所述第一控制器、第二控制器和第三控制器均包括dsp和mcu，所述第一控制器和第二控制器分别与第三控制器连接，所述轨道电压采集单元和局部电压采集单元均包括两个输出端，所述轨道电压采集单元的第一输出端分别与第一控制器和第三控制器连接，所述轨道电压采集单元的第二输出端分别与第一控制器、第二控制器和第三控制器连接，所述局部电压采集单元的第一输出端分别与第一控制器、第二控制器和第三控制器连接，所述局部电压采集单元的第二输出端分别与第二控制器和第三控制器连接，所述继电器动作单元和报警单元分别与第三控制器连接，所述供电电源分别与轨道电压采集单元、局部电压采集单元和控制器单元连接。
6.进一步的是，所述轨道电压采集单元和局部电压采集单元电路结构相同；
7.所述轨道电压采集单元包括第一降压隔离变压器、第一整流电路、第一方波电路，所述第一降压隔离变压器的输入端为轨道输入电压端，第一降压隔离变压器的输出端分别与第一整流电路的输入端和第一方波电路的输入端连接，所述第一整流电路的输出端与分别与第一控制器和第三控制器连接，所述第一方波电路的输出端分别与第一控制器、第二控制器和第三控制器连接；
8.所述局部电压采集单元包括第二降压隔离变压器、第二整流电路、第二方波电路，所述第二降压隔离变压器的输入端为局部输入电压端，第二降压隔离变压器的输出端分别与第二整流电路的输入端和第二方波电路的输入端连接，所述第二整流电路的输出端与分别与第一控制器、第二控制器和第三控制器连接，所述第二方波电路的输出端分别与第二
控制器和第三控制器连接。
9.进一步的是，所述第一整流电路包括第一全波整流器、第一电容、第二电容和第一电阻，所述第一全波整流器的输入端与第一降压隔离变压器的输出端连接，第一全波整流器的输出端依次并联有第一电容、第二电容和第一电阻；
10.所述第二整流电路包括第二全波整流器、第四电容、第五电容和第四电阻，所述第二全波整流器的输入端与第二降压隔离变压器的输出端连接，第二全波整流器的输出端依次并联有第四电容、第五电容和第四电阻。
11.进一步的是，所述第一方波电路包括第二电阻、第三电容、第一二极管、第一三级管和第三电阻，所述第二电阻的一端与第一降压隔离变压器的输出端连接，第二电阻的另一端分别与第三电容的一端、第一二极管的阴极和第一三级管的基极连接，所述第三电容的另一端、第一二极管的阳极均与第一三级管的发射极连接接地，所述第一三级管的集电极通过第三电阻接5v直流电源；
12.所述第二方波电路包括第五电阻、第六电容、第二二极管、第二三级管和第六电阻，所述第五电阻的一端与第二降压隔离变压器的输出端连接，第五电阻的另一端分别与第六电容的一端、第二二极管的阴极和第二三级管的基极连接，所述第六电容的另一端、第二二极管的阳极均与第二三级管的发射极连接接地，所述第二三级管的集电极通过第六电阻接5v直流电源。
13.进一步的是，所述继电器动作单元包括第七电阻、第三三极管、继电器、第三二极管，所述第七电阻一端与第三控制器连接，第七电阻另一端与第三三极管的基极连接，所述继电器与第三二极管并联后一端接第三三极管的集电极，另一端接5v直流电源，所述第三三极管的发射极接地。
14.进一步的是，所述供电电源包括输出为5v的dc
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dc隔离电源。
15.进一步的是，还包括与第三控制器连接的显示单元。
16.本实用新型的有益效果：
17.本实用新型采用dsp+mcu结合的双处理控制器进行信息采集处理，利用dsp实现数据实时采集、分析、计算，mcu完成存储、管理、通信等控制，能够实现数据的快速处理和控制，数据通信灵活，在双处理控制器的基础上，系统采用三套控制器进行数据采集、计算判断，通过第一控制器计算存储轨道电压值、局部电压值和轨道电压频率，通过第二控制器计算存储轨道电压频率、局部电压频率和局部电压值，第三控制器计算存储第一控制器和第二控制器计算存储的所有数据，第一控制器和第二控制器分别进行电压比较和相位比较，第三控制器同时进行电压比较和相位比较，第一控制器和第二控制器将比较出的结果与第三控制器中的结果再进行对比结果是否相同，相同时输出正确的继电器驱动控制信号，不同时发出报警信号，进行双重计算比较，提高了设备的测量的准确度和设备工作的可靠性。
附图说明
18.图1为本实用新型的结构示意图；
19.图2为本实用新型的轨道电压采集单元和局部电压采集单元电路结构图；
20.图3为本实用新型的继电器动作单元的电路结构图；
21.图4为本实用新型的供电电源的结构示意图。
具体实施方式
22.下面结合附图对本实用新型作进一步的说明。
23.如图1所示，一种微电子相敏轨道电路接收器，包括轨道电压采集单元10、局部电压采集单元11、供电电源12、控制器单元、继电器动作单元16和报警单元17。其中，控制器单元包括第一控制器13、第二控制器14和第三控制器15，第一控制器13、第二控制器14和第三控制器15采用dsp和mcu结合的双处理控制器，第一控制器13和第二控制器14分别与第三控制器15连接。采用dsp+mcu结合的双处理控制器进行信息采集处理，利用dsp实现数据实时采集、分析、计算，mcu完成存储、管理、通信等控制，能够实现数据的快速处理和控制，数据通信灵活。
24.上述结构中，轨道电压采集单元10和局部电压采集单元11均包括两个输出端，轨道电压采集单元10的第一输出端分别与第一控制器13和第三控制器15连接，轨道电压采集单元10的第二输出端分别与第一控制器13、第二控制器14和第三控制器15连接，局部电压采集单元11的第一输出端分别与第一控制器13、第二控制器14和第三控制器15连接，局部电压采集单元11的第二输出端分别与第二控制器13和第三控制器15连接，继电器动作单元16和报警单元17分别与第三控制器15连接，供电电源12分别与轨道电压采集单元10、局部电压采集单元11和控制器单元连接。
25.其中，轨道电压采集单元10的输入端为轨道电压输入端，轨道电压采集单元10的两个输出端分别为轨道电压直流输出端vg和轨道电压方波输出端fg，局部电压采集单元11的输入端为局部电压输入端，局部电压采集单元11的两个输出端分别为局部电压直流输出端vj和局部电压方波输出端fj，轨道电压直流输出端vg和局部电压直流输出端vj分别用于控制器采集轨道电压值和局部电压值，进行幅值比较判别，轨道电压方波输出端fg和局部电压方波输出端fj分别用于控制器采集进行中断处理，计算轨道电压和局部电压的频率大小，并进行相位比较。
26.设备通过第一控制器13计算存储轨道电压值、局部电压值和轨道电压频率，通过第二控制器14计算存储轨道电压频率、局部电压频率和局部电压值，第三控制器15计算存储第一控制器和第二控制器计算存储的所有数据，第一控制器13和第二控制器14分别进行电压比较和相位比较，第三控制器15同时进行电压比较和相位比较，第一控制器13和第二控制器14将比较出的结果与第三控制器15中的结果再进行对比结果是否相同，相同时输出正确的继电器驱动控制信号，不同时发出报警信号，进行双重计算比较，提高了设备的测量的准确度和设备工作的可靠性。
27.如图2所示，轨道电压采集单元10和局部电压采集单元11电路结构相同。轨道电压采集单元10包括第一降压隔离变压器t1、第一整流电路、第一方波电路，第一降压隔离变压器t1的输入端为轨道输入电压端，第一降压隔离变压器t1的输出端分别与第一整流电路的输入端和第一方波电路的输入端连接，第一整流电路的输出端与分别与第一控制器13和第三控制器15连接，第一方波电路的输出端分别与第一控制器13、第二控制器14和第三控制器15连接。
28.局部电压采集单元11包括第二降压隔离变压器t2、第二整流电路、第二方波电路，第二降压隔离变压器t2的输入端为局部输入电压端，第二降压隔离变压器t2的输出端分别与第二整流电路的输入端和第二方波电路的输入端连接，第二整流电路的输出端与分别与
第一控制器13、第二控制器14和第三控制器15连接，第二方波电路的输出端分别与第二控制器14和第三控制器15连接。
29.工作时，第一降压隔离变压器t1将轨道输入电压进行隔离、降压成为低电压，低电压一边经第一整流电路整流、滤波输出分别送入第一控制器和第三控制器采样计算并存储，另一边则经第一方波电路将正弦波整形为方波输出分别送入第一控制器13、第二控制器14和第三控制器15中进行中断处理，计算轨道电压的频率大小并存储。同理的，局部输入电压经第二降压隔离变压器t2隔离、降压成为低电压，低电压一边经第二整流电路整流、滤波输出分别送入第一控制器13、第二控制器14和第三控制器15采样计算并存储，另一边则经第二方波电路将正弦波整形为方波输出分别送入第二控制器14和第三控制器15中进行中断处理，计算轨道电压的频率大小并存储。
30.因此，第一控制器13中存储有轨道电压值、局部电压值和轨道电压频率进行幅值比较，第二控制器14中存储轨道电压频率、局部电压频率和局部电压值进行相位比较，第三控制器15中存储有轨道电压值、局部电压值、轨道电压频率和局部电压频率同时进行电压比较和相位比较。
31.具体的是，第一整流电路包括第一全波整流器vd1、第一电容c1、第二电容c2和第一电阻r1，第一全波整流器vd1的输入端与第一降压隔离变压器t1的输出端连接，第一全波整流器vd1的输出端依次并联有第一电容c1、第二电容c2和第一电阻r1；第二整流电路包括第二全波整流器vd2、第四电容c4、第五电容c5和第四电阻r4，第二全波整流器vd2的输入端与第二降压隔离变压器t2的输出端连接，第二全波整流器vd2的输出端依次并联有第四电容c4、第五电容c5和第四电阻r4。第一整流电路中的第一电容c1、第二电容c2和第一电阻r1、第二整流电路中的第四电容c4、第五电容c5和第四电阻r4用于将整流输出的电压进行稳压滤波处理。
32.具体的是，第一方波电路包括第二电阻r2、第三电容c3、第一二极管d1、第一三级管q1和第三电阻r3，第二电阻r2的一端与第一降压隔离变压器t1的输出端连接，第二电阻r2的另一端分别与第三电容c3的一端、第一二极管d1的阴极和第一三级管q1的基极连接，第三电容c3的另一端、第一二极管d1的阳极均与第一三级管q1的发射极连接接地，第一三级管q1的集电极通过第三电阻r3接5v直流电源vcc；第二方波电路包括第五电阻r5、第六电容c6、第二二极管d2、第二三级管q2和第六电阻r6，第五电阻r5的一端与第二降压隔离变压器t2的输出端连接，第五电阻r5的另一端分别与第六电容c6的一端、第二二极管d2的阴极和第二三级管q2的基极连接，第六电容c6的另一端、第二二极管d2的阳极均与第二三级管q2的发射极连接接地，第二三级管q2的集电极通过第六电阻r6接5v直流电源vcc。第一方波电路和第二方波电路用于将正弦信号转化为方波信号。
33.如图3所示，继电器动作单元16包括第七电阻r7、第三三极管q3、继电器j、第三二极管d3，第七电阻r7一端与第三控制器15连接，第七电阻r7另一端与第三三极管q3的基极连接，继电器j与第三二极管d3并联后一端接第三三极管q3的集电极，另一端接5v直流电源vcc，第三三极管q3的发射极接地。
34.当第一控制器13与第三控制器15中的幅值比较相同且第二控制器14与第三控制器15中的相位比较相同且幅值与相位均满足条件时，第三控制器15发出继电器驱动控制信号，使第三三极管q3导通，继电器j动作。
35.当第一控制器13与第三控制器15中的幅值比较不同或轨道电压幅值不满足条件或局部电压幅值不满足条件或第二控制器14与第三控制器15中的相位比较不同或轨道电压频率不满足条件或局部电压不满足条件，则第三控制器15发出报警信号，使报警单元按不同异常状态的情况进行声光报警。
36.如图4所示，供电电源12采用输出为5v的dc
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dc隔离电源，区别与一般的接收器采用各直流线性稳压电路组合输出，使得设备功耗大，采用5v的dc
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dc隔离电源功耗低，抗干扰能力强。
37.为提高设备的人机交互能力，还设置有与第三控制器15连接的显示单元18，用于显示轨道电压与局部电压的幅值信息、频率信息和相位信息等，便于工作人员查看。