專(zhuān)利名稱(chēng)：調(diào)頻信號(hào)接收方法及裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用具有振幅相依性調(diào)頻信號(hào)的解調(diào)處理構(gòu)成的信號(hào)接收裝置，特別涉及用在鐵道上軌道電路的列車(chē)檢測(cè)裝置。
背景技術(shù)：
在鐵道的信號(hào)控制方面，有這樣一種檢測(cè)列車(chē)的方法，即將線(xiàn)路的軌道在電氣上分成稱(chēng)為軌道電路的區(qū)間，從而檢測(cè)出在各個(gè)軌道上有無(wú)列車(chē)。在這樣的軌道電路上，從一端發(fā)送信號(hào)在另一端接收前述的信號(hào)，利用列車(chē)在對(duì)象軌道電路內(nèi)時(shí)列車(chē)的車(chē)輪將左右的軌道短路，接收信號(hào)降低，并通過(guò)觀測(cè)接收信號(hào)的電平變化、將接收電平和判定有列車(chē)的任意的閾值相比較，從接收電平和判定有列車(chē)的任意的閾值相比較，從而判定有無(wú)列車(chē)。
接收信號(hào)電閏會(huì)受每段軌道電路長(zhǎng)度的差異和周?chē)h(huán)境的影響，列車(chē)不存在的狀態(tài)的電平也不一樣，因?yàn)橛闪熊?chē)車(chē)輪導(dǎo)致短路的影響也與影前述接收信號(hào)電平的狀態(tài)不一樣，故而有必要對(duì)各個(gè)軌道電路各自設(shè)定任意的閾值。
因接收信號(hào)電閏值完全取決于濾波特性的頻帶內(nèi)所有信號(hào)的影響，所以在有使用相近的頻帶的其它設(shè)備存在時(shí)，要將這些裝置所用的信號(hào)作為噪聲，而排除其影響是很困難的。在這種噪聲大的場(chǎng)合，例如，不管列車(chē)是否在對(duì)象軌道電路的范圍內(nèi)，當(dāng)接收信號(hào)電平由于受噪聲的影響變得比列車(chē)檢測(cè)電平值大時(shí)，列車(chē)有無(wú)的判斷可能會(huì)出錯(cuò)。
這種使用調(diào)頻信號(hào)作為檢測(cè)列車(chē)用信號(hào)的方法在日本特愿平9-125261中有記載，如根據(jù)這一申請(qǐng)使用調(diào)頻信號(hào)，則因?yàn)槭褂媒邮盏叫盘?hào)電平之外還使用包括接收信號(hào)在內(nèi)的信息之正確與否，判斷有無(wú)列車(chē)，所以，能更正確地判斷是否是噪聲。
但是，關(guān)于接收信號(hào)，因?yàn)楦鶕?jù)有無(wú)列車(chē)而變化的條件中是接收信號(hào)的電平變化，在使用調(diào)頻信號(hào)時(shí)，接收單元為作解調(diào)處理，根據(jù)振幅的變化，有必要使用那種決定可否解調(diào)具有振幅相依性的解調(diào)方法。作為滿(mǎn)足這樣條件的解調(diào)處理方法，例如可考慮使用PLL處理方法。PLL處理可以定性地表述為設(shè)計(jì)時(shí)預(yù)先設(shè)定輸入信號(hào)的振幅，輸入振幅度小則可能同步的頻率范圍亦變小，該頻率范圍變得不能滿(mǎn)足調(diào)頻信號(hào)的調(diào)制范圍，則同步條件也變得不能滿(mǎn)足。因此，計(jì)算求得不滿(mǎn)足同步條件變得不能解調(diào)時(shí)的接收信號(hào)電平、即解調(diào)下限電平，將PLL處理設(shè)計(jì)成列車(chē)檢測(cè)電平和解調(diào)下限電平一致。
但是，每段軌道電路其列車(chē)檢測(cè)電平是不同的，所以有必要對(duì)每段軌道電路也各自設(shè)定解調(diào)下限電平。但是要完成對(duì)全部軌道電路各個(gè)設(shè)定解調(diào)門(mén)限電平的PLL處理，這一處理從生產(chǎn)率的角度來(lái)看實(shí)際上是困難的。
發(fā)明概述本發(fā)明的目的在于提高抗噪音性能優(yōu)良的列車(chē)檢測(cè)裝置的生產(chǎn)率。
前述目的之實(shí)現(xiàn)是通過(guò)以下的方法進(jìn)行對(duì)解調(diào)處理有振幅相依性的解調(diào)處理，作為任意設(shè)定列車(chē)判定信號(hào)電平之閾值即列車(chē)檢測(cè)電平的方法，應(yīng)用解調(diào)處理時(shí)，在解調(diào)處理前一段，靠放大信號(hào)振幅的增益處理、與將增益處理輸出信號(hào)振幅限制在與解調(diào)處理的設(shè)計(jì)輸入振幅相等的一定值上的限幅值，以及除去由限幅處理的高次諧波的濾波處理，并通過(guò)改變?cè)鲆娴闹祵⒖赡芙庹{(diào)信號(hào)電平的下限值設(shè)定成和列車(chē)檢測(cè)電平相同值。
再者，濾波處理為濾波處理的采樣頻率與處理對(duì)象的頻率相對(duì)應(yīng)，設(shè)定成采樣頻率的奇數(shù)分之一的倍數(shù)，并且，濾波器的通帶設(shè)定在此解調(diào)需的信號(hào)通帶更寬的值，而且通過(guò)將通常作為前述采樣頻率的奇數(shù)分之一，從而能夠在限幅處理產(chǎn)生高次諧波時(shí)，最有效地消除奇次高次諧波的影響。
由此，能夠減少因?yàn)V波處理的增加引起的接收處理總體處理量的增加。
另外，能夠提高抗噪聲性能優(yōu)良的列車(chē)檢測(cè)裝置的生產(chǎn)率。
附圖簡(jiǎn)要說(shuō)明

圖1為在本發(fā)明實(shí)施例中表示列車(chē)檢測(cè)裝置的結(jié)構(gòu)圖。
圖2為在本發(fā)明實(shí)施例中接收裝置的處理構(gòu)成和接收信號(hào)電平的關(guān)系圖。
圖3為在本發(fā)明實(shí)施例中限幅處理輸入電平和對(duì)輸出電平的PLL處理輸入振幅設(shè)計(jì)值的關(guān)系圖。
圖4為在本發(fā)明實(shí)施例中列車(chē)檢測(cè)電平與可否解調(diào)的關(guān)系圖。
圖5表示在本發(fā)明實(shí)施例中濾波處理頻率特性。
圖6為在本發(fā)明實(shí)施例中濾波處理的頻率特性和奇次高次諧波間的關(guān)系圖。
圖7為本發(fā)明應(yīng)用在多個(gè)軌道電路時(shí)的一實(shí)施例。
圖8為應(yīng)用在水槽內(nèi)水質(zhì)檢測(cè)裝置上時(shí)的裝置構(gòu)成。
實(shí)施本發(fā)明的最佳形態(tài)以下，說(shuō)明本發(fā)明的一實(shí)施例。在此，擬以在鐵道的軌道電路上使用的列車(chē)檢測(cè)裝置的接收作置作為應(yīng)用本發(fā)明的裝置，并且，用PLL處理作具有振幅相依性的調(diào)頻信號(hào)解調(diào)處理，以上述場(chǎng)合為例進(jìn)行說(shuō)明。
在圖1中表示以本方式的關(guān)系結(jié)構(gòu)。列車(chē)行走的軌道由一個(gè)以上的軌道電路構(gòu)成。各軌道電路一端連接看發(fā)送調(diào)頻列車(chē)檢測(cè)信號(hào)的發(fā)送裝置2，及另一端連接著接收到列車(chē)檢測(cè)信號(hào)的接收裝置3。然后，列車(chē)檢測(cè)裝置1通過(guò)網(wǎng)絡(luò)與發(fā)送裝置和接收裝置相連。
在說(shuō)明該系統(tǒng)各裝置間處理概要之前，對(duì)本系統(tǒng)進(jìn)行的處理原理作了說(shuō)明。
列車(chē)在軌道電路內(nèi)存在時(shí)，因列車(chē)的車(chē)軸引起軌道短路，所以接收裝置接收到的列車(chē)檢測(cè)信號(hào)的接收信號(hào)電平和列車(chē)不在軌道電路的范圍內(nèi)的狀態(tài)相比較，電平變低。這時(shí)，將接受信號(hào)電平降低，變成判斷有列車(chē)時(shí)的閾值的接收信號(hào)電平稱(chēng)之謂列車(chē)檢測(cè)電平。
列車(chē)檢測(cè)電平有可在各軌道電路上設(shè)定任意值之必要，所以，和列車(chē)檢測(cè)電平相對(duì)應(yīng)，將能解調(diào)的下限值即解調(diào)下限電平各自任意設(shè)在軌道電路上，用這個(gè)方法，在PLL處理部的前段增益處理部、限幅處理部、除去高次諧波濾波處理部依次進(jìn)行處理。
首先，在增益處理單元進(jìn)行信號(hào)放大，使列車(chē)檢測(cè)電平與解調(diào)下限電平一致，將信號(hào)放大必需的放大率作為增益信息由信息保持單元接收。
然后，在限幅處理單元通過(guò)放大率限制振幅，使PLL處理單元不接收過(guò)大的輸入。
然后，在除去高次諧波濾波處理單元除去限幅處理產(chǎn)生的高次諧波成分。
列車(chē)的檢測(cè)按如下步驟進(jìn)行首先在列車(chē)檢測(cè)裝置的發(fā)送信息生成單元生成發(fā)送信息，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)發(fā)給發(fā)送裝置。這一發(fā)送信息也被送至列車(chē)檢測(cè)裝置內(nèi)的接收信息核對(duì)單元。
下面，發(fā)送裝置通過(guò)網(wǎng)絡(luò)將接受到的發(fā)送信息在調(diào)頻處理單元轉(zhuǎn)換成全車(chē)檢測(cè)信號(hào)發(fā)送給軌道電路。
接收裝置3通過(guò)軌道電路對(duì)接收到的列車(chē)檢測(cè)信號(hào)，首先在除去噪聲濾波處理單元31除去包含在接收信號(hào)中的噪聲。接著自增益信息保持單元33用增益信息在增益處理單元32放大接收信號(hào)。繼而在限幅處理單元34限制接收信號(hào)的振幅。下一步在除去高次諧波處理單元35除去列車(chē)檢測(cè)信號(hào)包含的高次諧波成分，再在PLL處理單元36檢測(cè)出收到的列車(chē)檢測(cè)信號(hào)的調(diào)制成分。最后，在接收信息生成單元由調(diào)制成分生成接觸信息，并通過(guò)網(wǎng)絡(luò)等傳送路徑發(fā)送到列車(chē)檢測(cè)裝置。
最后，列車(chē)檢測(cè)裝置在接收信息核對(duì)單元核對(duì)發(fā)送信息和接收信息，檢測(cè)出在軌道電路范圍內(nèi)有無(wú)列車(chē)，檢測(cè)結(jié)果送至顯示器顯示，還送給信號(hào)控制單元進(jìn)行信號(hào)控制。
圖2表示接收信號(hào)電平和解調(diào)下限電平關(guān)系的電平圖。
首先，表示列車(chē)檢測(cè)電平和解調(diào)下限電平的相合步驟。這相當(dāng)于圖2的(1)之特性。PLL處理單元的特性相依于對(duì)PLL處理輸入信號(hào)即接收信號(hào)的振幅，所以，最初決定信號(hào)的振幅設(shè)計(jì)處理單元，導(dǎo)出解調(diào)下限電平。例如將輸入信號(hào)的振幅作為1.0設(shè)計(jì)時(shí)，解調(diào)下限電平為0.316。在此，若將輸入信號(hào)的振幅設(shè)計(jì)值1.0作為0[dB]，則PLL處理要用-10[dB]以上的信號(hào)電平才能解調(diào)。
然而，對(duì)于接收信號(hào)，首先和增益處理單元，將PLL處理的解調(diào)下限電平和列車(chē)檢測(cè)電平相合用的放大率設(shè)定在每一段軌道電路上，作為增益信息保持在信息保持單元。例如，在軌道電路的范圍內(nèi)不存在列車(chē)時(shí)的接收電平為3.16(相當(dāng)+10[dB])，列車(chē)檢測(cè)電平的振幅為0.036(相當(dāng)于-30[dB])，則就要解調(diào)下限電平由0.316(-10[dB])，作為增益信息要設(shè)成10.0(相當(dāng)+20[dB])。而且，在限幅處理單元對(duì)在增益處理單元已附加上放大率的接收信號(hào)限制振幅，使PLL處理單元輸入信號(hào)的最大振幅成為與PLL處理單元設(shè)計(jì)時(shí)振幅彼此一致的值。譬如列車(chē)檢測(cè)電平的振幅為0.0316(-30[dB])、解調(diào)下限電平為0.316(-10[dB])、放大率為10.0(+20[dB])時(shí)，軌道電路范圍內(nèi)不存在列車(chē)時(shí)接收電平為3.16(+10[dB])的狀態(tài)下，增益處理單元的輸出信號(hào)振幅為3.16(+30[dB])。對(duì)此，因?yàn)镻LL處理單元輸入振幅的設(shè)定值是1.0(0[dB])，故輸入電平變得過(guò)大，PLL處理依從設(shè)計(jì)值，動(dòng)作就會(huì)困難。對(duì)這一點(diǎn)，在限幅處理單元將PLL處理的輸入振幅設(shè)定值超過(guò)1.0(0[dB])上，避免對(duì)PLL處理單元過(guò)大電平輸入。為此，限幅處理部輸入振幅和輸出振幅的關(guān)系是在PLL處理單元設(shè)計(jì)時(shí)的振幅以下范圍輸入振幅和輸出振幅的值相等，在超過(guò)PLL處理單元設(shè)計(jì)的振幅時(shí)，將輸出振幅變成與PLL處理設(shè)計(jì)時(shí)的振幅相等的值。這一關(guān)系示于圖3。
然后，在除去高次諧波濾波處理單元，除去在限幅處理單元產(chǎn)生的高次諧波。因?yàn)榻邮针娖皆诔^(guò)PLL處理部設(shè)計(jì)時(shí)振幅的時(shí)候成為近似于矩形波的狀態(tài)，所以限幅處理單元的輸出信號(hào)含有高次諧波成分。
若將限幅處理部的輸出信號(hào)以含有高次諧波的狀態(tài)原封不動(dòng)地輸入PLL處理單元，則高次諧波成分對(duì)PLL處理單元就變成噪聲成分會(huì)帶來(lái)影響，PLL處理單元就不能滿(mǎn)足原設(shè)計(jì)的特性。因此，要通過(guò)在除去高次諧波濾波處理單元除去高次諧波成分，從而使PLL處理單元能依從設(shè)計(jì)進(jìn)行處理。
其結(jié)果，PLL處理單元能夠接受到解調(diào)下限電平與列車(chē)檢測(cè)電平一致的輸入信號(hào)。
下面，考慮在軌道電路范圍列車(chē)存在與不存在的情形。例如，列車(chē)檢測(cè)電平的振幅為0.0316(-30[dB])、放大率為10.0(+20[dB]),PLL處理部設(shè)計(jì)時(shí)輸入振幅的設(shè)定值為1.0(0[dB])，解調(diào)下限電平為0.316(-10[dB])時(shí)，分別記述如下首先考慮列車(chē)不在軌道電路上的情形。例如接收電平為0.0177(-35[dB])。這時(shí)的特性相當(dāng)于圖2的(2)。接收電平變成比例車(chē)檢測(cè)電平的0.0316小的值。這時(shí)，增益處理單元的輸出變成0.177(-15[dB])，成為比0.316(-10[dB])小的值。
另一方面，因?yàn)橄薹幚韱卧妮敵稣穹畲笾凳呛蚉LL處理單元的輸入振幅設(shè)定值相等的值1.0(0[dB])，所以增益處理單元的輸出不受影響。因此，限幅處理單元的輸出不產(chǎn)生高次諧波成分，除去高次諧波濾波處理單元也不受影響。這一結(jié)果對(duì)PLL處理單元?jiǎng)t是比振幅0.316(-10[dB])小的電平信號(hào)即0.177(-15[dB])的信號(hào)被輸入。對(duì)此，因?yàn)镻LL處理單元的解調(diào)下限電平是0.316(-10[dB])，所以不能解調(diào)。即對(duì)此列車(chē)檢測(cè)電平小的振幅信號(hào)不解調(diào)。因此接收信息的接收信息核對(duì)單元接收信息和發(fā)送信息的吻合，從而能檢測(cè)軌道電路上有列車(chē)存在。
下面考慮不存在的情形。例如接收電平為3.16(+10[dB])。這時(shí)的特性相當(dāng)于圖2的(3)。接收電平是比列車(chē)檢測(cè)電平的0.0316(-30[dB])大的值。這時(shí)，增益處理單元的輸出變成比0.316(-10[dB])大的值即3.16(+30[dB])。對(duì)此，限幅處理的輸出振幅最大值是和PLL處理單元的輸入振幅設(shè)定值相等的值(1.0(0[dB])，所以，在增益處理單元的輸出中，超過(guò)1.0(0[dB])的電平受影響振幅被限制，限幅處理單元的輸出信號(hào)近似成矩形波信號(hào)，其振幅為1.0(0[dB])。因此，限幅處理單元的輸出含有高次諧波成分。但高次諧波成分可在除去高次諧波濾波處理單元里被除去，所以除去高次諧波濾波處理單元的輸出信號(hào)變成經(jīng)除去高次諧波的信號(hào)，振幅和限幅處理單元的輸出信號(hào)值相同。最大為1.0(0[dB])。這一結(jié)果，則對(duì)PLL處理單元輸入振幅大于0.316(-10[dB])、小于1.0(0[dB])的信號(hào)。對(duì)此，PLL處理單元的解調(diào)下限電平是0.316(-10[dB])，并且，PLL處理單元是輸入振幅的設(shè)定值為1.0(-0[dB])，所以能解調(diào)?？傊?，對(duì)此列車(chē)檢測(cè)電平大的振幅信號(hào)進(jìn)行解調(diào)。因此，接收信息生成單元生成接收信息，在列車(chē)檢測(cè)裝置的接收信息核對(duì)單元發(fā)送信息和接收信息一致。據(jù)此可以檢測(cè)出在軌道電路內(nèi)不存在列車(chē)。
即對(duì)列車(chē)電平以下的信號(hào)電平不解調(diào)，列車(chē)檢測(cè)電平以上的信號(hào)電平能定性地表示出解調(diào)。如以上所述，在PLL處理單元的前一段通過(guò)使用將增益處理單元和限幅處理單元及除去高次諧波濾波處理合在一起的方法，加上列車(chē)檢測(cè)電平能設(shè)定可否解調(diào)。接收電平與可否解調(diào)的關(guān)系示于圖4。
然而，這種結(jié)構(gòu)因?yàn)樵O(shè)定在每個(gè)軌道電路的值只是增益處理的放大率，PLL處理單元可以將設(shè)計(jì)作成共用，所以可以提高生產(chǎn)率。圖7示出了應(yīng)用在多個(gè)軌道電路時(shí)的例。
高次諧波濾波處理單元因?yàn)槌ピ谙薹幚韱卧a(chǎn)生的輸入信號(hào)的高次諧波成分，所以，主要謀求降低矩形成分即奇次高次諧波的影響。
通常在用數(shù)字處理作濾波處理的場(chǎng)合將采樣頻率的四分之一的頻率設(shè)定在通常的中心頻率。這樣可用最低的處理量得到需的特性。
但是用采樣頻率的一半會(huì)產(chǎn)生假名(alias)現(xiàn)象，所以若將采樣頻率的四分之一的頻率作為輸入頻率設(shè)定通帶，則也存在有和采樣的四分之一頻率的通帶相同特性以采樣頻率的四分之三頻率為中心的通帶。如對(duì)這種濾波特性輸入矩形波，則奇次高次諧波的頻率在具有采樣頻率的四分之一的頻率的通帶和采樣頻率的四分之三處產(chǎn)生的通帶上重迭，所以得不到所需的衰減。
因此，有必要將輸入頻率設(shè)定在不是采樣頻率的四分之一的頻帶上。但將來(lái)自采樣頻率的四分之一的差分大的頻帶作為通帶的濾波器，通常處理量會(huì)大大增加。因?yàn)檫@會(huì)加大數(shù)字電路的處理量導(dǎo)致成本的增加，所以力求差分能取小的值。
因此，限幅處理生成的矩形波成分主要利用奇次高次諧波，將輸入頻率的值設(shè)在采樣頻率奇次分之一的倍數(shù)上，并且將通帶設(shè)定在經(jīng)以輸入頻率為中心的采樣頻率奇次分之一小的頻帶上，通過(guò)將阻塞頻帶作為以輸入頻率為中心的采樣頻率奇次分之一以外全部的頻帶，從而實(shí)現(xiàn)有效地除去高次諧波的濾波處理。
例如考慮將輸入頻率設(shè)定在2[KHz]、將解調(diào)需要的頻率設(shè)定在輸入頻率中心±300[KHz]上將濾波器的通常設(shè)定在采樣頻率的7分之2的頻帶上時(shí)，濾波特性示于圖5。在這種例子中，采樣頻率成7[KHz]、通帶的中心頻率成2[KHz]。
這種場(chǎng)合，通帶的寬有必要設(shè)成比采樣頻率的7分之一小的頻帶，但解調(diào)必需的頻帶是以輸入頻率2[KHz]為中心的±300[KHz]的頻帶寬度，不會(huì)損失解調(diào)必需的頻帶。在此，將通帶以2[KHz]為中心的±300[KHz]作為頻帶。另一方面，因?yàn)樽枞l帶足以輸入頻率2[KHz]為中心的采樣頻率的7分之1以外的全部頻帶，所以，有必要將阻塞頻帶假定為以2[KHz]為中心的1[KHz]頻寬以外的全部頻帶。因此，將1.5[KHz]以下的頻帶和2.5[KHz]以上的頻帶作為阻塞頻帶。
對(duì)此，由于存在因假名而引起的通帶，故以超過(guò)采樣周期的一半即3.5[KHz]的頻率能再現(xiàn)3.5[KHz]以下的頻率特性的重復(fù)狀態(tài)。為此，與通帶相同的特性在3.5[KHz]以上的頻帶也存在。該通帶的特性為將通帶即以2.0[KHz]為中心±300[Hz]以下的頻帶變成為以采樣頻率之一半即以3.5[KHz]再度重復(fù)成5.0[KHz]為中心±300[Hz]以下的通帶。另一方面，阻帶頻帶特性也同樣地重復(fù)，所以，對(duì)應(yīng)于采樣頻率2分之1即3.5[KHz]至4.5[KHz]的范圍與5.5[KHz]至采樣頻率7[KHz]的范圍二者相當(dāng)。
另一方面，高次諧波主要存在輸入頻率奇數(shù)倍的值上。在此，輸入頻率為采樣頻率的7分之2，所以，高次諧波存在在采樣頻率的7分之2的頻帶之奇數(shù)倍頻帶上。以下記述一直存在至第15次高次諧波的頻帶。
第一次高次諧波是和輸入頻率相同的頻率，即由PLL處理成為處理對(duì)象的頻率成分。因此，相當(dāng)于在本濾波處理中的通帶。這一頻率成分與輸入頻率同存在在以2[KHz]為中心±300[Hz]的范圍內(nèi)，相當(dāng)于采樣頻率7分之2的頻帶。
第3次高次諧波存在在以相當(dāng)于輸入頻率2[KHz]的3倍6[KHz]為中心±300[Hz]的范圍內(nèi)，這和采樣頻率7[KHz]時(shí)，存在在以1[KHz]為中心±300[Hz]的范圍內(nèi)之情況等價(jià)。因而，相當(dāng)于采樣頻率7分之1的頻帶。
第5次高次諧波存在在以相當(dāng)于輸入頻率2[Hz]5倍10[KHz]為中心±300[Hz]的范圍內(nèi)，這和采樣頻率7[KHz]時(shí)，存在在以3為中心±300[Hz]的范圍內(nèi)之情況等價(jià)。因而，相當(dāng)于采樣頻率7分之3的頻帶。
第7次高次諧波存在在以相當(dāng)于輸入頻率2[KHz]的7倍14[KHz]為中心±300[Hz]的范圍內(nèi)，這在采樣頻率7[KHz]時(shí)，與存在在以0[KHz]為中心±300[Hz]的范圍內(nèi)之情況等價(jià)。因此，相當(dāng)于采樣頻率的7分之0的頻帶。
第9次高次諧波存在在以相當(dāng)于輸入頻率2[KHz]的9倍18[KHz]為中心±300[Hz]的范圍內(nèi)，這在采樣頻率7[KHz]時(shí)，與存在在以3[KHz]為中心±300[Hz]的范圍內(nèi)之情況等價(jià)。因此，相當(dāng)于采樣頻率的7分之3的頻帶。
第11次高次諧波存在在以相當(dāng)于輸入頻率2[KHz]的11倍22[KHz]為中心±300[Hz]的范圍內(nèi)，這在采樣頻率7[KHz]時(shí)，與存在在以1[KHz]為中心±300[Hz]范圍內(nèi)的情況等價(jià)。因此，相當(dāng)于采樣頻率的7分之1的頻帶。
第13次高次諧波存在在以相當(dāng)于輸入頻率2[KHz]13倍26[KHz]為中心±300[Hz]的范圍內(nèi)，這在采樣頻率7[KHz]時(shí)，與存在在以2[KHz]為中心±300[Hz]的范圍內(nèi)的情況等價(jià)。因此，相當(dāng)于采樣頻率的7分之2的頻率。
第15次高次諧波存在在以相當(dāng)于輸入頻率2[KHz]15倍30[KHz]為中心±300[Hz]的范圍內(nèi)，這在采樣頻率7[KHz]時(shí)，與存在在以2[KHz]為中心±300[Hz]的范圍內(nèi)之情況等價(jià)，因此，相當(dāng)于采樣頻率7分之2的頻帶。
在圖6中示出高次諧波與濾波特性的關(guān)系。與通帶一致的奇次高次諧次變成第13次高次諧波以后的高次諧波。
關(guān)于這一影響，可將輸入信號(hào)作為完整的矩形波由富里葉變換求得。
由富里葉變換，對(duì)應(yīng)于第1次高次諧波的第13次高次諧波的電平，如將第1次高次諧波假設(shè)為0[dB]，則可求得第13次高次諧波約為-24[dB]。這是舉例假定為濾波處理通帶的衰減是0[dB]、限幅的輸出振幅最大是1.0，則與第1次高次諧波成分的振幅為1.0相對(duì)應(yīng)，第13次高次諧波的成分變換成振幅就在0.07以下。因此，受第13次高次諧波的影響濾波處理的輸出振幅最大約為1.07，能有效地除去高次諧波。
另一方面，通帶存在在采樣頻率的7分之2處，所以能強(qiáng)制地縮小通帶和采樣頻率的4分之1的差、降低濾波處理量的增加。因此，顯示出能有效地除去高次諧波。
通過(guò)應(yīng)用上述的結(jié)構(gòu)，能提高抗噪聲性能優(yōu)良的列車(chē)檢測(cè)裝置的生產(chǎn)率。
作為本方式的別的應(yīng)用例，將應(yīng)用在水槽內(nèi)水質(zhì)檢測(cè)裝置時(shí)的裝置構(gòu)成示于圖8。發(fā)光裝置和受光裝置成對(duì)設(shè)置在水槽上，發(fā)光裝置連接發(fā)送裝置，受光裝置連接接收裝置。發(fā)送裝置和接收裝置通過(guò)網(wǎng)絡(luò)連接水質(zhì)檢測(cè)裝置。
對(duì)于水槽的水質(zhì)，水質(zhì)檢測(cè)裝置會(huì)讓發(fā)光裝置發(fā)出的光的強(qiáng)度由受水質(zhì)透過(guò)率的影響而衰減，在受光裝置接收光的強(qiáng)度低于一定值時(shí)在顯示器上顯示警告，并且向水質(zhì)控制部發(fā)出改善水質(zhì)的指令。
水質(zhì)檢測(cè)的極限值，受發(fā)光裝置和受光裝置的設(shè)置距離等因素而變化，所以有必要對(duì)每一組發(fā)光裝置和受光裝置各個(gè)設(shè)定。
在此，通過(guò)將本方式應(yīng)用在接收裝置上，水質(zhì)檢測(cè)的極限值作為各接收裝置的增益信息設(shè)定，顯然水質(zhì)檢測(cè)的極限值可設(shè)成任意的值。
工業(yè)上的實(shí)用性如上所述，采用本發(fā)明的裝置作為抗噪聲性能優(yōu)良生產(chǎn)率高的列車(chē)檢測(cè)裝置，就應(yīng)用在鐵道的信號(hào)控制。
權(quán)利要求
1．一種調(diào)頻信號(hào)接收方法，對(duì)輸入的具有振幅相依性的調(diào)頻信號(hào)進(jìn)行解調(diào)處理，其特征在于，所述方法包括下述處理步驟進(jìn)行將所述被輸入的輸入信號(hào)放大率設(shè)定成所述輸入信號(hào)的解調(diào)下限電平與所述解調(diào)處理的解調(diào)下限電平一致的增益處理，進(jìn)行將所述解調(diào)處理的輸入信號(hào)基準(zhǔn)值以上的電平抑制在基準(zhǔn)值以?xún)?nèi)的限幅處理，進(jìn)行除去在所述限幅處理中產(chǎn)生的高次諧波的濾波處理，在該濾波處理后進(jìn)行解調(diào)處理。
2．如權(quán)利要求1所述的調(diào)頻信號(hào)接收方法，其特征在于，包括對(duì)應(yīng)于處理對(duì)象的頻率，將以數(shù)字處理方式進(jìn)行所述濾波處理時(shí)的采樣頻率設(shè)定成采樣頻率的奇數(shù)分之一的倍數(shù)，將包括解調(diào)必需頻帶寬在內(nèi)的所述濾波器的通帶寬設(shè)定成比以所述采樣頻率的奇數(shù)分之一的倍數(shù)為中心的所述采樣頻率的奇數(shù)分之一小的頻帶。將以所述采樣頻率的奇數(shù)分之一的倍數(shù)為中心的所述采樣頻率的奇數(shù)分之一的頻帶之外的所有帶域作為阻塞頻帶。
3．一種調(diào)頻接收裝置，對(duì)輸入的具有振幅相應(yīng)性的調(diào)頻信號(hào)進(jìn)行解調(diào)處理，其特征在于，包括將輸入的輸入信號(hào)放大率設(shè)定成所述輸入信號(hào)的解調(diào)下限電平與所述解調(diào)處理的解調(diào)下限電平一致的增益處理單元，將所述解調(diào)處理的輸入信號(hào)的基準(zhǔn)值以上電平強(qiáng)制在基準(zhǔn)值以?xún)?nèi)的限幅處理單元，除去由所述限幅處理單元處理的結(jié)果產(chǎn)生高次諧波的濾波處理單元，和具有解調(diào)在所述濾波處理單元處理后的信號(hào)的解調(diào)處理單元。
全文摘要
本發(fā)明揭示一種調(diào)頻信號(hào)接收方法及裝置，按照解調(diào)的存在或不存在對(duì)列車(chē)高抗噪聲性地進(jìn)行檢測(cè)。因車(chē)軸短路使接收信號(hào)電平下降，所以能用頻率調(diào)制列車(chē)檢測(cè)信號(hào)進(jìn)行列車(chē)檢測(cè)。包括在頻率相關(guān)解調(diào)前對(duì)信號(hào)幅度進(jìn)行放大的增益處理，用于將增益處理的輸出信號(hào)幅度限制在一定電平的限幅處理，用于除去由于限幅處理而產(chǎn)生的諧波的濾波處理。組合進(jìn)行限幅處理以便根據(jù)增益任意設(shè)定解調(diào)信號(hào)電平的下限，因此能任意設(shè)定列車(chē)檢測(cè)的閾值。
文檔編號(hào)B61L1/18GK1317170SQ99810582
公開(kāi)日2001年10月10日 申請(qǐng)日期1999年9月2日 優(yōu)先權(quán)日1998年9月3日
發(fā)明者小熊賢司, 川端敦, 渡部悌, 佐藤寬, 田代維史 申請(qǐng)人:株式會(huì)社日立制作所