本發(fā)明涉及鐵路自動控制技術(shù)，特別涉及一種用于軌道電路的接收檢測及控制的微電子相敏軌道電路接收器。

背景技術(shù)：
25Hz微電子相敏軌道電路以其高返還系數(shù)和高抗干擾能力等優(yōu)點被電化區(qū)段廣泛采用。在鐵路中應(yīng)用相當(dāng)廣泛的微電子相敏軌道電路接收器，是基于微處理器技術(shù)的一種頻率、相位檢測技術(shù)，主要用于頻率、相位檢測，實現(xiàn)軌道占用及完整性的檢查，目前鐵路專用相敏軌道電路接收器，由于其特殊性，對于高職院校的教學(xué)，存在以下不足：1．由于鐵路原裝設(shè)備為封閉式，不能給學(xué)生直觀和全面的展示其工作原理；2．相敏軌道電路主要有25Hz和50Hz兩種，原有微電子接收器是獨立的（要么是25Hz，要么是50Hz），不能自由切換，在實驗與實訓(xùn)中表現(xiàn)不理想；3．原有相敏軌道電路接收器與發(fā)送器配套安裝使用，不可移動，在課堂講授時不能自由展示；4．原有相敏軌道電路接收器僅有指示燈表示工作狀態(tài)，不能以數(shù)字形式顯示接收的頻率及相位差，在教學(xué)過程中不直觀。

技術(shù)實現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的在于針對上述問題，為了滿足鐵路院校課程的教學(xué)要求，本發(fā)明提供了一種微電子相敏軌道電路接收器，以克服已有技術(shù)所存在的上述不足。本發(fā)明采取的技術(shù)方案是：一種微電子相敏軌道電路接收器，所述相敏軌道電路接收器包括軌道電源檢測單元、局部電源檢測單元、微處理器、顯示電路、報警條件電路、軌道繼電器條件電路和供電電源；所述軌道電源檢測單元包括第一降壓隔離電路、第一整流電路和第一整形電路，第一降壓隔離電路的輸入端為軌道電源檢測端，第一降壓隔離電路的輸出端其中一路經(jīng)第一整流電路輸入微處理器，另一路經(jīng)第一整形電路輸入微處理器；所述局部電源檢測單元包括第二降壓隔離電路、第二整流電路和第二整形電路，第二降壓隔離電路的輸入端為局部電源檢測端，第二降壓隔離電路的輸出端其中一路經(jīng)第二整流電路輸入微處理器，另一路經(jīng)第二整形電路輸入微處理器；所述微處理器的輸出端分別與顯示電路、報警條件電路和軌道繼電器條件電路電路連接；所述軌道電源檢測單元用于將220V的軌道電源通過第一降壓隔離電路把高電壓降為低電壓，一路經(jīng)第一整流電路整流濾波送微處理器采樣進行幅度判別，另一路經(jīng)第一整形電路把正弦波變?yōu)榉讲?，送給微處理器中斷處理，測出其頻率大小；所述局部電源檢測單元用于將110V的局部電源通過第二降壓隔離電路把高電壓降為低電壓，一路經(jīng)第二整流電路整流濾波送微處理器采樣進行幅度判別，另一路經(jīng)第二整形電路把正弦波變?yōu)榉讲?，送給微處理器中斷處理，測出其頻率大?。凰鑫⑻幚砥鳛槲㈦娮酉嗝糗壍离娐方邮掌鞯暮诵?，用于根據(jù)軌道電源檢測單元和局部電源檢測單元輸送的檢測信號進行幅度判別和中斷處理，并計算軌道電源與局部電源的相位差，通過判定是否滿足鐵標(biāo)規(guī)定的條件，從而發(fā)出控制報警條件電路和軌道繼電器條件電路工作狀態(tài)的信息，同時送顯示電路直觀顯示相應(yīng)的數(shù)值；所述報警條件電路用于根據(jù)微處理器送出的判定信息，發(fā)出不符合條件的警報信號；所述軌道繼電器條件電路用于根據(jù)微處理器送出的判定信息，發(fā)出繼電器勵磁條件或繼電器失磁條件；所述供電電源用于為微處理器、軌道電源檢測單元、局部電源檢測單元、顯示電路、報警條件電路和軌道繼電器條件電路提供工作電源；所述微電子相敏軌道電路接收器包括軌道電路類型切換電路，所述軌道電路類型切換電路由電阻R和開關(guān)KG構(gòu)成，通過切換開關(guān)KG的狀態(tài)實現(xiàn)軌道電路類型的切換：在對25Hz相敏軌道電路進行檢測時，開關(guān)KG處于閉合狀態(tài)，向微處理器送出低電平，在對50Hz相敏軌道電路進行檢測時，KG處于斷開狀態(tài)，送給微處理器高電平；所述供電電源電路包括隔離電源DC-DC5、電容C5和電容C6，隔離電源DC-DC5用于把外部送入的24V直流電隔離后變?yōu)?5V直流電，電容C5和電容C6并聯(lián)在隔離電源DC-DC5的輸出端用于濾波。其進一步的技術(shù)方案是：所述微處理器包括中央處理器、第一A/D采樣模塊、第一中斷模塊、第二A/D采樣模塊和第二中斷模塊，所述第一A/D采樣模塊、第一中斷模塊、第二A/D采樣模塊和第二中斷模塊分別連接中央處理器；軌道電源檢測單元之第一降壓隔離電路的輸出端其中一路經(jīng)第一整流電路輸入第一A/D采樣模塊，另一路經(jīng)第一整形電路電路輸入第一中斷模塊；局部電源檢測單元之第二降壓隔離電路的輸出端其中一路經(jīng)第二整流電路輸入第二A/D采樣模塊，另一路經(jīng)第二整形電路輸入第二中斷模塊；中央處理器的輸出端分別接分別顯示電路、報警條件電路和軌道繼電器條件電路電路。更進一步：所述第一整流電路包括二極管D1、二極管D2、二極管D3、二極管D4及電容C1和電容C2，四個二極管組成橋式整流電路，電容C1和電容C2并聯(lián)在橋式整流電路的輸出端用于濾波；所述第一整形電路包括電阻R1、電阻R2及三極管Q1，電阻R1一端接第一降壓隔離電路的輸出端，另一端接三極管Q1基極，三極管Q1的發(fā)射極接地，三極管Q1的集電極接電阻R2后接5V直流電源；所述第二整流電路包括二極管D10、二極管D11、二極管D12、二極管D13及電容C3和電容C4，四個二極管組成橋式整流電路，電容C3和電容C4并聯(lián)在橋式整流電路的輸出端用于濾波；所述第二整形電路包括電阻R8、電阻R9及三極管Q7，電阻R8一端接第二降壓隔離電路的輸出端，另一端接三極管Q7基極，三極管Q7的發(fā)射極接地，三極管Q7的集電極接電阻R9后接5V直流電源。所述顯示電路包括數(shù)碼管SMG1、數(shù)碼管SMG2、數(shù)碼管SMG3和驅(qū)動模塊，驅(qū)動模塊的輸入端接中央處理器的第一輸出端，驅(qū)動模塊的輸出端分別接數(shù)碼管SMG1、數(shù)碼管SMG2和數(shù)碼管SMG3；所述數(shù)碼管SMG1、數(shù)碼管SMG2和數(shù)碼管SMG3均為四位數(shù)碼管，數(shù)碼管SMG1用于分時顯示軌道電源和局部電源兩種電源幅度值，數(shù)碼管SMG2用于顯示軌道電源和局部電源兩種電源的頻率，數(shù)碼管SMG3用于顯示兩種電源相位差，即局部電源超前軌道電源的相位。所述報警條件電路包括局部電源幅值報警繼電器JFBJ、局部電源頻率報警繼電器JPBJ、軌道電源頻率報警繼電器GPBJ、相位差報警繼電器PBJ、三極管Q2、三極管Q3、三極管Q4、三極管Q5、二極管D5、二極管D6、二極管D7、二極管D8、電阻R3、電阻R4、電阻R5和電阻R6；局部電源幅值報警繼電器JFBJ與二極管D5并聯(lián)后的一端接三極管Q2的集電極，另一端接5V直流電源，三極管Q2的發(fā)射極接地，三極管Q2的基極通過電阻R3接中央處理器的第二輸出端；軌道電源頻率報警繼電器GPBJ與二極管D6并聯(lián)后的一端接三極管Q3的集電極，另一端接5V直流電源，三極管Q3的發(fā)射極接地，三極管Q3的基極通過電阻R4接中央處理器的第三輸出端；局部電源頻率報警繼電器JPBJ與二極管D7并聯(lián)后的一端接三極管Q4的集電極，另一端接5V直流電源，三極管Q4的發(fā)射極接地，三極管Q4的基極通過電阻R5接中央處理器的第四輸出端；相位差報警繼電器PBJ與二極管D8并聯(lián)后的一端接三極管Q5的集電極，另一端接5V直流電源，三極管Q5的發(fā)射極接地，三極管Q5的基極通過電阻R6接中央處理器的第五輸出端；當(dāng)局部電源幅值不滿足條件時，中央處理器驅(qū)動三極管Q2導(dǎo)通，使局部電源幅值報警繼電器JFBJ吸起輸出報警條件，驅(qū)動本區(qū)段報警裝置；當(dāng)局部電源頻率不滿足條件時，中央處理器驅(qū)動三極管Q4導(dǎo)通，使局部電源頻率報警繼電器JPBJ吸起輸出報警條件，驅(qū)動本區(qū)段報警裝置；當(dāng)軌道電源頻率不滿足條件時，中央處理器驅(qū)動三極管Q3導(dǎo)通，使軌道電源頻率報警繼電器GPBJ吸起輸出報警條件，驅(qū)動本區(qū)段報警裝置；當(dāng)局部電源與軌道電源相位差不滿足條件時，中央處理器驅(qū)動三極管Q5導(dǎo)通，使相位差報警繼電器PBJ吸起輸出報警條件，驅(qū)動本區(qū)段報警裝置。所述軌道繼電器條件電路包括電阻R7、三極管Q6、二極管D9及繼電器XGJ；繼電器XGJ與二極管D9并聯(lián)，并聯(lián)后的一端接三極管Q6的集電極，另一端接5V直流電源，三極管Q6的發(fā)射極接地，三極管Q6的基極通過電阻R7接中央處理器的第六輸出端；中央處理器檢測到軌道電源幅度正常、且頻率相位差正常，中央處理器驅(qū)動三極管Q6導(dǎo)通，使XGJ吸起，送出GJ勵磁條件，表示該軌道電路區(qū)段軌道空閑；如果檢測到軌道電源幅度明顯下降且其它條件正常時，中央處理器驅(qū)動三極管Q6截止，XGJ落下，送出GJ失磁條件，表示該軌道電路區(qū)段故障或有車占用。由于采取上述技術(shù)方案，本發(fā)明之微電子相敏軌道電路接收器具有如下有益效果：1．該接收器可以實現(xiàn)相敏軌道電路兩種電源的幅度、頻率及相位差的檢測，并以LED直觀顯示出相應(yīng)數(shù)值，可以直觀和全面的把接收器的工作原理展示給學(xué)生，有利于增強教學(xué)效果；2．具有25Hz和50Hz兩種軌道電路類型，兩者可以自由切換，一套設(shè)備可代替原有2套設(shè)備使用；3．該微電子相敏軌道電路接收器體積小、輕巧方便，可與獨立的軌道電路發(fā)送器配套，帶入課堂自由展示，有利于教師教學(xué)與學(xué)生實驗實訓(xùn)；4．成本低。附圖說明圖1：本發(fā)明之微電子相敏軌道電路接收器原理框圖；圖2：本發(fā)明之微電子相敏軌道電路接收器電路圖；圖中：01—第一降壓隔離電路，02—第一整流電路，03—第一整形電路，04—第二降壓隔離電路，05—第二整流電路，06—第二整形電路，07—供電電源，08—微處理器，080—中央處理器，081—第一A/D采樣模塊，082—第一中斷模塊，083—第二A/D采樣模塊，084—第二中斷模塊，09—軌道電路類型切換電路，10—顯示電路，11—報警條件電路，12—軌道繼電器條件電路。具體實施方式一種微電子相敏軌道電路接收器，所述相敏軌道電路接收器包括軌道電源檢測單元、局部電源檢測單元、微處理器08、顯示電路10、報警條件電路11、軌道繼電器條件電路12和供電電源07；所述軌道電源檢測單元包括第一降壓隔離電路01、第一整流電路02和第一整形電路03，第一降壓隔離電路的輸入端為軌道電源檢測端，第一降壓隔離電路的輸出端其中一路經(jīng)第一整流電路02輸入微處理器08，另一路經(jīng)第一整形電路03輸入微處理器08；所述局部電源檢測單元包括第二降壓隔離電路04、第二整流電路05和第二整形電路06，第二降壓隔離電路的輸入端為局部電源檢測端，第二降壓隔離電路的輸出端其中一路經(jīng)第二整流電路05輸入微處理器08，另一路經(jīng)第二整形電路06輸入微處理器08；所述微處理器08的輸出端分別與顯示電路10、報警條件電路11和軌道繼電器條件電路12電路連接；所述軌道電源檢測單元用于將220V的軌道電源通過第一降壓隔離電路把高電壓降為低電壓，一路經(jīng)第一整流電路整流濾波送微處理器采樣進行幅度判別，另一路經(jīng)第一整形電路把正弦波變?yōu)榉讲?，送給微處理器中斷處理，測出其頻率大??；所述局部電源檢測單元用于將110V的局部電源通過第二降壓隔離電路把高電壓降為低電壓，一路經(jīng)第二整流電路整流濾波送微處理器采樣進行幅度判別，另一路經(jīng)第二整形電路把正弦波變?yōu)榉讲ǎ徒o微處理器中斷處理，測出其頻率大??；所述微處理器為微電子相敏軌道電路接收器的核心，用于根據(jù)軌道電源檢測單元和局部電源檢測單元輸送的檢測信號進行幅度判別和中斷處理，并計算軌道電源與局部電源的相位差，通過判定是否滿足鐵標(biāo)規(guī)定的條件，從而發(fā)出控制報警條件電路和軌道繼電器條件電路工作狀態(tài)的信息，同時送顯示電路直觀顯示相應(yīng)的數(shù)值；所述報警條件電路用于根據(jù)微處理器送出的判定信息，發(fā)出不符合條件的警報信號；所述軌道繼電器條件電路用于根據(jù)微處理器送出的判定信息，發(fā)出繼電器勵磁條件或繼電器失磁條件；所述供電電源07用于為微處理器、軌道電源檢測單元、局部電源檢測單元、顯示電路、報警條件電路和軌道繼電器條件電路提供工作電源。所述接收器包括軌道電路類型切換電路，所述軌道電路類型切換電路由電阻R和開關(guān)KG構(gòu)成，通過切換開關(guān)KG的狀態(tài)實現(xiàn)軌道電路類型的切換：在對25Hz相敏軌道電路進行檢測時，開關(guān)KG處于閉合狀態(tài)，向微處理器送出低電平，在對50Hz相敏軌道電路進行檢測時，KG處于斷開狀態(tài)，送給微處理器高電平。所述供電電源電路包括隔離電源DC-DC5、電容C5和電容C6，隔離電源DC-DC5用于把外部送入的24V直流電隔離后變?yōu)?5V直流電，電容C5和電容C6并聯(lián)在隔離電源DC-DC5的輸出端用于濾波。所述微處理器包括中央處理器080、第一A/D采樣模塊081、第一中斷模塊082、第二A/D采樣模塊083和第二中斷模塊084，所述第一A/D采樣模塊081、第一中斷模塊082、第二A/D采樣模塊083和第二中斷模塊084分別連接中央處理器；軌道電源檢測單元之第一降壓隔離電路01的輸出端其中一路經(jīng)第一整流電路02輸入第一A/D采樣模塊081，另一路經(jīng)第一整形電路03電路輸入第一中斷模塊082；局部電源檢測單元之第二降壓隔離電路04的輸出端其中一路經(jīng)第二整流電路05輸入第二A/D采樣模塊083，另一路經(jīng)第二整形電路06輸入第二中斷模塊084；中央處理器的輸出端分別接分別顯示電路10、報警條件電路11和軌道繼電器條件電路（12）電路。所述第一整流電路02包括二極管D1、二極管D2、二極管D3、二極管D4及電容C1和電容C2，四個二極管組成橋式整流電路，電容C1和電容C2并聯(lián)在橋式整流電路的輸出端用于濾波；第一整形電路03用于將正弦波變方波信號，包括電阻R1、電阻R2及三極管Q1，電阻R1一端接第一降壓隔離電路01的輸出端，另一端接三極管Q1基極，三極管Q1的發(fā)射極接地，三極管Q1的集電極接電阻R2后接5V直流電源；所述第二整流電路05包括二極管D10、二極管D11、二極管D12、二極管D13及電容C3和電容C4，四個二極管組成橋式整流電路，電容C3和電容C4并聯(lián)在橋式整流電路的輸出端用于濾波；第二整形電路06用于將正弦波變方波信號，包括電阻R8、電阻R9及三極管Q7，電阻R8一端接第二降壓隔離電路04的輸出端，另一端接三極管Q7基極，三極管Q7的發(fā)射極接地，三極管Q7的集電極接電阻R9后接5V直流電源。所述顯示電路10包括數(shù)碼管SMG1、數(shù)碼管SMG2、數(shù)碼管SMG3和驅(qū)動模塊，驅(qū)動模塊的輸入端接中央處理器080的第一輸出端，驅(qū)動模塊的輸出端分別接數(shù)碼管SMG1、數(shù)碼管SMG2和數(shù)碼管SMG3；所述數(shù)碼管SMG1、數(shù)碼管SMG2和數(shù)碼管SMG3均為四位數(shù)碼管，數(shù)碼管SMG1用于分時顯示兩種電源幅度值，數(shù)碼管SMG2用于顯示軌道電源和局部電源兩種電源的頻率，數(shù)碼管SMG3用于顯示兩種電源相位差，即局部電源超前軌道電源的相位。所述報警條件電（11包括局部電源幅值報警繼電器JFBJ、局部電源頻率報警繼電器JPBJ、軌道電源頻率報警繼電器GPBJ、相位差報警繼電器PBJ、三極管Q2、三極管Q3、三極管Q4、三極管Q5、二極管D5、二極管D6、二極管D7、二極管D8、電阻R3、電阻R4、電阻R5和電阻R6；局部電源幅值報警繼電器JFBJ與二極管D5并聯(lián)后的一端接三極管Q2的集電極，另一端接5V直流電源，三極管Q2的發(fā)射極接地，三極管Q2的基極通過電阻R3接中央處理器的第二輸出端；軌道電源頻率報警繼電器GPBJ與二極管D6并聯(lián)后的一端接三極管Q3的集電極，另一端接5V直流電源，三極管Q3的發(fā)射極接地，三極管Q3的基極通過電阻R4接中央處理器的第三輸出端；局部電源頻率報警繼電器JPBJ與二極管D7并聯(lián)后的一端接三極管Q4的集電極，另一端接5V直流電源，三極管Q4的發(fā)射極接地，三極管Q4的基極通過電阻R5接中央處理器的第四輸出端；相位差報警繼電器PBJ與二極管D8并聯(lián)后的一端接三極管Q5的集電極，另一端接5V直流電源，三極管Q5的發(fā)射極接地，三極管Q5的基極通過電阻R6接中央處理器的第五輸出端；當(dāng)局部電源幅值不滿足條件時，中央處理器驅(qū)動三極管Q2導(dǎo)通，使局部電源幅值報警繼電器JFBJ吸起輸出報警條件，驅(qū)動本區(qū)段報警裝置；當(dāng)局部電源頻率不滿足條件時，中央處理器驅(qū)動三極管Q4導(dǎo)通，使局部電源頻率報警繼電器JPBJ吸起輸出報警條件，驅(qū)動本區(qū)段報警裝置；當(dāng)軌道電源頻率不滿足條件時，中央處理器驅(qū)動三極管Q3導(dǎo)通，使軌道電源頻率報警繼電器GPBJ吸起輸出報警條件，驅(qū)動本區(qū)段報警裝置；當(dāng)局部電源與軌道電源相位差不滿足條件時，中央處理器驅(qū)動三極管Q5導(dǎo)通，使相位差報警繼電器PBJ吸起輸出報警條件，驅(qū)動本區(qū)段報警裝置。所述軌道繼電器條件電路包括電阻R7、三極管Q6、二極管D9及繼電器XGJ；繼電器XGJ與二極管D9并聯(lián)，并聯(lián)后的一端接三極管Q6的集電極，另一端接5V直流電源，三極管Q6的發(fā)射極接地，三極管Q6的基極通過電阻R7接中央處理器的第六輸出端；中央處理器檢測到軌道電源幅度正常、且頻率相位差正常，中央處理器驅(qū)動三極管Q6導(dǎo)通，使XGJ吸起，送出GJ勵磁條件，表示該軌道電路區(qū)段軌道空閑；如果檢測到軌道電源幅度明顯下降且其它條件正常時，中央處理器驅(qū)動三極管Q6截止，XGJ落下，送出GJ失磁條件，表示該軌道電路區(qū)段故障或有車占用。工作原理：軌道電源檢測：220V的軌道電源通過降壓隔離后，把高電壓降為低電壓，一路進行整流濾波送微處理器中的第一A/D采樣模塊，采樣數(shù)據(jù)送中央處理器進行幅度判別，并送顯示電路進行顯示；另一路進入第一整形電路，把正弦波變?yōu)榉讲?，送給微處理器中的第一中斷模塊，中斷結(jié)果送中央處理器進行處理，一方面得出其頻率大小，送顯示電路進行顯示；局部電源檢測：110V的軌道電源通過降壓隔離后，把高電壓降為低電壓，一路進行整流濾波送微處理器中的第二A/D采樣模塊，采樣數(shù)據(jù)送中央處理器進行幅度判別，并送顯示電路進行顯示；另一路進行整形，把正弦波變?yōu)榉讲?，送給微處理器中的第二中斷模塊，中斷結(jié)果送中央處理器進行處理，得出其頻率大??；根據(jù)軌道電源的檢測結(jié)果可得出相位差，同時送顯示電路（10）進行顯示；中央處理器把這些數(shù)據(jù)進行比較送出報警條件電路11與軌道繼電器條件電路12；最后，通過判定以上條件是否滿足，滿足則給出軌道繼電器條件，不滿足則給出報警條件。說明：1．局部電源幅值、局部電源頻率、軌道電源頻率、相位差均為鐵標(biāo)；2．?dāng)?shù)碼管SMG1用于分時顯示兩種電源幅度值，可設(shè)定G開頭的為軌道電源幅值，J開頭為局部電源幅值；數(shù)碼管SMG2用于顯示兩種電源的頻率，設(shè)定G開頭的為軌道電源頻率，J開頭為局部電源頻率；3．GJ勵磁條件：GJ為本區(qū)段軌道繼電器，GJ的狀態(tài)反映軌道電路的占用情況，收到GJ勵磁條件，GJ勵磁吸起表示該軌道電路區(qū)段空閑，收到GJ失磁條件：GJ失磁落下表示該軌道電路區(qū)段故障或有車占用；4．文中所述的中央處理器第一輸出端為P2口、P3口和P4口，第二輸出端為P5.1口，第三輸出端為P5.2口，第四輸出端為P5.3口，第五輸出端為P5.4口，第六輸出端為P5.5口。