專(zhuān)利名稱(chēng)：一種安全輸入隔離電路及具有該電路的軌道電路接收器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及鉄路安全防護(hù)領(lǐng)域，更具體的說(shuō)是涉及ー種安全輸入隔離電路及具有該電路的軌道電路接收器。
背景技術(shù)：
近年來(lái)，由于鐵路信號(hào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)上的缺陷導(dǎo)致的鉄路交通事故時(shí)有發(fā)生，輕者造成交通癱瘓，重者人員傷亡，給國(guó)家和人民造成極大的精神損失和財(cái)產(chǎn)損失，同時(shí)也對(duì)我國(guó)鉄路建設(shè)產(chǎn)生了不良影響。因此鐵路信號(hào)系統(tǒng)的安全性和可靠性成為社會(huì)關(guān)注的焦點(diǎn)，在鉄路信號(hào)系統(tǒng)任ー細(xì)節(jié)電路的設(shè)計(jì)中也是重要的考量。在鐵路軌道信號(hào)系統(tǒng)中，軌道電路接收器通過(guò)接收解調(diào)其設(shè)定區(qū)段鋼軌上的移頻信號(hào)，來(lái)指揮列車(chē)運(yùn)行。當(dāng)該區(qū)段有車(chē)時(shí)，接收到的移頻信號(hào)能量較弱，軌道電路接收器無(wú)法解調(diào)，此時(shí)，控制軌道繼電器落下，表示該區(qū)段有車(chē)占用或者鋼軌電氣斷裂，當(dāng)該區(qū)段無(wú)車(chē)時(shí)，接收到的移頻信號(hào)能量較強(qiáng)，軌道電路接收器進(jìn)行解調(diào)，控制軌道繼電器吸起，表示該區(qū)段無(wú)車(chē)占用或者鋼軌電氣性完整。輸入隔離電路就是上述軌道電路接收器的重要組成部分，在軌道電路接收器電路中起到阻抗變換和級(jí)間隔離的作用，負(fù)載能力強(qiáng)。輸入隔離電路在軌道電路接收器電路結(jié)構(gòu)中的位置參考附圖1。附圖1中軌道電路接收器采用成對(duì)雙機(jī)并聯(lián)冗余方式，區(qū)段鋼軌上的移頻信號(hào)通過(guò)附圖1中軌道電路接收器的雙機(jī)并聯(lián)部分101后進(jìn)入輸入隔離電路102 ;輸入隔離電路由兩個(gè)運(yùn)算放大器及外圍電路組成，其中運(yùn)算放大器起到射極跟隨器的作用，將高阻抗的輸入信號(hào)轉(zhuǎn)換為低阻抗輸出，輸入信號(hào)與輸出信號(hào)相位相同，電壓放大系數(shù)略低于I ;輸入電路輸出的模擬信號(hào)經(jīng)過(guò)A/D轉(zhuǎn)換電路103通過(guò)模數(shù)轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，進(jìn)入雙CPU (Central ProcessingUnit,中央處理器)104 ;雙CPU(Central Processing Unit,中央處理器)對(duì)接收信號(hào)的載頻、低頻及幅度三個(gè)特征進(jìn)行解調(diào)判斷，；雙CPU(Central Processing Unit,中央處理器)再把處理的結(jié)果通過(guò)串行通信相互進(jìn)行比較，如果判決結(jié)果一致，送出執(zhí)行條件，如果雙CPU (Central Processing Unit,中央處理器)的結(jié)果不一致,則報(bào)警。在現(xiàn)有技術(shù)中軌道電路接收器的輸入隔離電路的由兩個(gè)相同結(jié)構(gòu)的運(yùn)算放大器組成，因此為CCF(Common Cause Failure,共因失效)埋下了隱患,可能會(huì)導(dǎo)致整個(gè)電路系統(tǒng)失效。所述CCF (Common Cause Failure,共因失效)即在一個(gè)系統(tǒng)中由于某種共同原因而引起兩個(gè)單元的同時(shí)失效。在軌道電路接收器的輸入_離電路所述CCF(Common Cause Failure,共因失效)包括電壓、電流、信號(hào)頻率、溫度等原因。例如當(dāng)輸入信號(hào)頻率超出輸入隔離電路中所用運(yùn)算放大器的頻率響應(yīng)范圍，現(xiàn)有技術(shù)中的輸入隔離電路采用了兩個(gè)相同結(jié)構(gòu)運(yùn)算放大器，由于存在CCF(Common Cause Failure,共因失效)，所以輸入_離電路的兩個(gè)運(yùn)算放大器均不能做出正確的輸出，結(jié)果可能會(huì)導(dǎo)致運(yùn)算放大器放大倍數(shù)上升使得輸入信號(hào)電壓升高，進(jìn)而A/D轉(zhuǎn)換電路后的信號(hào)電壓升高,使得雙CPU (Central Processing Unit,中央處理器)輸出錯(cuò)誤的判決結(jié)果導(dǎo)致軌道繼電器吸起，將危及行車(chē)安全。所以現(xiàn)有技術(shù)中輸入隔離電路采用兩個(gè)相同結(jié)構(gòu)的運(yùn)算放大器是不安全的，該電路可能會(huì)會(huì)導(dǎo)致整個(gè)鐵路信號(hào)系統(tǒng)不可靠，存在安全隱患。

實(shí)用新型內(nèi)容有鑒于此，本實(shí)用新型的目的在于提供ー種安全輸入隔離電路及具有該電路的軌道電路接收器，以解決現(xiàn)有技術(shù)中安全輸入隔離電路采用兩個(gè)相同型號(hào)的運(yùn)算放大器潛在的安全問(wèn)題。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型提供如下技術(shù)方案ー種安全輸入隔離電路，包括兩個(gè)不同結(jié)構(gòu)的第一運(yùn)算放大器和第二運(yùn)算放大器。其中，所述第一運(yùn)算放大器和第二運(yùn)算放大器通過(guò)各自的輸入端并聯(lián)。優(yōu)選的，所述第一運(yùn)算放大器和第二運(yùn)算放大器采用兩種功能類(lèi)型運(yùn)算放大器。優(yōu)選的，所述采用兩種功能類(lèi)型運(yùn)算放大器的第一運(yùn)算放大器和第二運(yùn)算放大器，具體包括由通用型運(yùn)算放大器、高阻型運(yùn)算放大器、低溫飄型運(yùn)算放大器、高速型運(yùn)算放大器、低功耗型運(yùn)算放大器和高壓大功率型運(yùn)算放大器中的任意兩種功能類(lèi)型的放大器并聯(lián)構(gòu)成。優(yōu)選的，所述第一運(yùn)算放大器和第二運(yùn)算放大器采用具有相同功能類(lèi)型的不同型號(hào)的運(yùn)算放大器。優(yōu)選的，所述采用具有相同功能類(lèi)型的不同型號(hào)的第一運(yùn)算放大器和第二運(yùn)算放大器，具體包括由通用型運(yùn)算放大器、高阻型運(yùn)算放大器、低溫飄型運(yùn)算放大器、高速型運(yùn)算放大器、低功耗型運(yùn)算放大器或高壓大功率型運(yùn)算放大器中的同類(lèi)運(yùn)算放大器中的不同型號(hào)的運(yùn)算放大器任意兩種并聯(lián)構(gòu)成。優(yōu)選的，所述采用兩種功能類(lèi)型運(yùn)算放大器的第一運(yùn)算放大器和第二運(yùn)算放大器，具體包括所述第一運(yùn)算放大器型號(hào)是LM148通用型運(yùn)算放大器；所述第二運(yùn)算放大器型號(hào)是0P400低溫飄移型運(yùn)算放大器。優(yōu)選的，所述采用具有相同功能類(lèi)型的不同型號(hào)的第一運(yùn)算放大器和第二運(yùn)算放大器，具體包括所述第一運(yùn)算放大器型號(hào)是CA3130的高阻型運(yùn)算放大器；所述第二運(yùn)算放大器型號(hào)是CA3140的高阻型運(yùn)算放大器。另外本實(shí)用新型還公開(kāi)了ー種軌道電路接收器，包括接收區(qū)段鋼軌上的移頻信號(hào)的雙機(jī)并聯(lián)電路；與所述雙機(jī)并聯(lián)電路鏈接，并接收所述雙機(jī)并聯(lián)電路傳輸?shù)囊祁l信號(hào)進(jìn)行阻抗變換和級(jí)間隔離的安全輸入隔離電路，與所述安全輸入隔離電路鏈接，并接收安全輸入電路輸出的信號(hào)進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換的A/D轉(zhuǎn)換電路；與所述A/D轉(zhuǎn)換電路鏈接，并接收A/D轉(zhuǎn)換電路的信號(hào)進(jìn)行載頻、低頻及幅度三個(gè)特征進(jìn)行解調(diào)判斷和比較的雙中央處理器CPU(Central Processing Unit,中央處理器)電路；其中，所述安全輸入隔離電路為本實(shí)用新型所述任意ー種安全輸入隔離電路。經(jīng)由上述的技術(shù)方案可知，與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的安全輸入隔離電路中使用兩片不同結(jié)構(gòu)的運(yùn)算放大集成電路，降低了現(xiàn)有技術(shù)中輸入隔離電路因采用兩個(gè)相同結(jié)構(gòu)的運(yùn)算放大器發(fā)生CCF(Common Cause Failure,共因失效)的概率,提高了電路設(shè)備的安全性和可靠性，滿足鐵道部對(duì)鐵路信號(hào)設(shè)備故障安全性要求，另外利用兩種不同結(jié)構(gòu)的運(yùn)算放大器的優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)，擴(kuò)大了安全輸入電路監(jiān)測(cè)范圍。

為了更清楚地說(shuō)明本實(shí)用新型實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見(jiàn)地，下面描述中的附圖僅僅是本實(shí)用新型的實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)提供的附圖獲得其他的附圖。圖1現(xiàn)有技術(shù)中軌道電路接收器電路示意圖；圖2本實(shí)用新型所述安全輸入隔離電路示意圖；圖3實(shí)施例ニ所述安全輸入隔離電路示意圖；圖4實(shí)施例三所述安全輸入隔離電路示意圖；圖5本 實(shí)用新型所述軌道電路接收器電路示意圖。
具體實(shí)施方式
下面將結(jié)合本實(shí)用新型實(shí)施例中的附圖，對(duì)本實(shí)用新型實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本實(shí)用新型一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒緦?shí)用新型中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本實(shí)用新型保護(hù)的范圍。實(shí)施例一本實(shí)施例一公開(kāi)了 ー種安全輸入隔離電路，參考附圖2，該安全輸入隔離電路包括兩個(gè)不同結(jié)構(gòu)的第一運(yùn)算放大器201和第二運(yùn)算放大器202 ；其中，所述第一運(yùn)算放大器201和第二運(yùn)算放大器202通過(guò)各自的輸入端并聯(lián)。在本實(shí)施例中，所述兩個(gè)運(yùn)算放大器可選擇ー種功能類(lèi)型但不同型號(hào)的運(yùn)算放大器或兩種功能類(lèi)型運(yùn)算放大器的任意組合。運(yùn)算放大器根據(jù)功能類(lèi)型可分為通用型運(yùn)算放大器、高阻型運(yùn)算放大器、低溫飄型運(yùn)算放大器、高速型運(yùn)算放大器、低功耗型運(yùn)算放大器、高壓大功率型運(yùn)算放大器。運(yùn)算放大器的選擇是按照特定用戶要求和特定電子系統(tǒng)的需要而疋。本實(shí)施例一的安全輸入隔離電路中使用兩片不同結(jié)構(gòu)的運(yùn)算放大集成電路，降低了現(xiàn)有技術(shù)中輸入隔離電路因采用兩個(gè)相同結(jié)構(gòu)的運(yùn)算放大器發(fā)生CCF(C0mm0n CauseFailure，共因失效)的概率，提高了電路設(shè)備的安全性和可靠性，滿足鐵道部對(duì)鐵路信號(hào)設(shè)備故障安全性要求，另外利用兩種不同結(jié)構(gòu)的運(yùn)算放大器的優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)，擴(kuò)大了安全輸入電路監(jiān)測(cè)范圍。實(shí)施例ニ本實(shí)施例ニ是針對(duì)實(shí)施例一所述第一運(yùn)算放大器和第二運(yùn)算放大器采用兩種功能類(lèi)型運(yùn)算放大器的情況進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。參考附圖3，該安全輸入隔離電路具體包括，附圖2中示出的第一運(yùn)算放大器201是通用型運(yùn)算放大器LM148，附圖2中示出的第二運(yùn)算放大器202是低溫飄型運(yùn)算放大器0P400。其中，運(yùn)算放大器LM148運(yùn)算放大器0P400通過(guò)各自的輸入端并聯(lián)在一起，運(yùn)算放大器LM148的輸入端通過(guò)其引腳3、5、10、12分別與輸入信號(hào)1、2、3、4鏈接；運(yùn)算放大器0P400的輸入端通過(guò)其引腳3、 5、10、12分別與輸入信號(hào)1、2、3、4鏈接。在本實(shí)施例ニ中，采用兩種功能類(lèi)型的不同結(jié)構(gòu)運(yùn)算放大器，降低了現(xiàn)有技術(shù)中安全輸入隔離電路采用兩個(gè)相同結(jié)構(gòu)的運(yùn)算放大器發(fā)生CCF(Common Cause Failure,共因失效)的概率，提高了電路設(shè)備的安全性和可靠性。另外，由于所用運(yùn)算放大器功能不同，具有不同的特點(diǎn)，如通用型運(yùn)算放大器價(jià)格低廉、產(chǎn)品量大面廣；高阻型運(yùn)算放大器差模輸入阻抗非常高，輸入偏置電流非常小；低溫飄型運(yùn)算放大器的失調(diào)電壓要小且不隨溫度的變化而變化；高速型運(yùn)算放大器具有高的轉(zhuǎn)換速率和寬的頻率響應(yīng)；低功耗型運(yùn)算放大器采用低電源電壓供電，功率消耗低，高壓大電流集成運(yùn)算放大器外部不需附加任何電路，即可輸出高電壓和大電流。所以針對(duì)不同監(jiān)測(cè)特征可配置相應(yīng)功能結(jié)構(gòu)的運(yùn)算放大器，通過(guò)使用兩種功能類(lèi)型的不同結(jié)構(gòu)運(yùn)算放大器，可以利用兩種運(yùn)算放大器的優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)，擴(kuò)大了安全輸入電路監(jiān)測(cè)范圍。實(shí)施例三本實(shí)施例三是針對(duì)實(shí)施例一所述第一運(yùn)算放大器和第二運(yùn)算放大器采用相同功能類(lèi)型運(yùn)算放大器的情況進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。參考附圖4，具體包括，附圖2中示出的第一運(yùn)算放大器201是高阻型運(yùn)算放大器CA3130,附圖2中示出的第二運(yùn)算放大器202是高阻型運(yùn)算放大器CA3140。其中運(yùn)算放大器CA3130與運(yùn)算放大器CA3140通過(guò)各自的輸入端并聯(lián)在一起，運(yùn)算放大器CA3130的輸入端通過(guò)其引腳3、5、10、12分別與輸入信號(hào)1、2、3、4鏈接；運(yùn)算放大器CA3140的輸入端通過(guò)其引腳3、5、10、12分別與輸入信號(hào)1、2、3、4鏈接。在本實(shí)施例三中，采用同類(lèi)運(yùn)算放大器中的不同型號(hào)的運(yùn)算放大器，對(duì)電壓、電流、信號(hào)頻率、溫度等因素的響應(yīng)不同，例如對(duì)于信號(hào)頻率為10-40HZ情況，第一運(yùn)算放大器接收的頻率范圍是30Hz 10Hz，而第二運(yùn)算放大器接收的頻率范圍是50Hz 25Hz，降低了現(xiàn)有技術(shù)中采用兩個(gè)相同結(jié)構(gòu)的運(yùn)算放大器因?yàn)轭l率響應(yīng)單一而發(fā)生CCF(C0mm0nCause Failure，共因失效)的概率，顯然同時(shí)使用兩種不同結(jié)構(gòu)的運(yùn)算放大器要比使用同一種結(jié)構(gòu)的運(yùn)算放大器具有更寬的響應(yīng)范圍，提高了電路設(shè)備的安全性和可靠性。綜上所述與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的安全輸入隔離電路中使用兩片不同結(jié)構(gòu)的運(yùn)算放大集成電路，降低了現(xiàn)有技術(shù)中輸入隔離電路因采用兩個(gè)相同結(jié)構(gòu)的運(yùn)算放大器發(fā)生CCF (Common Cause Failure,共因失效)的概率,提高了電路設(shè)備的安全性和可靠性，滿足鐵道部對(duì)鐵路信號(hào)設(shè)備故障安全性要求，另外利用兩種不同結(jié)構(gòu)的運(yùn)算放大器的優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)，擴(kuò)大了安全輸入電路監(jiān)測(cè)范圍。本說(shuō)明書(shū)中各個(gè)實(shí)施例采用遞進(jìn)的方式描述，每個(gè)實(shí)施例重點(diǎn)說(shuō)明的都是與其他實(shí)施例的不同之處，各個(gè)實(shí)施例之間相同相似部分互相參見(jiàn)即可。對(duì)于實(shí)施例公開(kāi)的裝置而言，由于其與實(shí)施例公開(kāi)的方法相對(duì)應(yīng)，所以描述的比較簡(jiǎn)單，相關(guān)之處參見(jiàn)方法部分說(shuō)明即可。對(duì)所公開(kāi)的實(shí)施例的上述說(shuō)明，使本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)或使用本實(shí)用新型。對(duì)這些實(shí)施例的多種修改對(duì)本領(lǐng)域的專(zhuān)業(yè)技術(shù)人員來(lái)說(shuō)將是顯而易見(jiàn)的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本實(shí)用新型的精神或范圍的情況下，在其它實(shí)施例中實(shí)現(xiàn)。因此，本實(shí)用新型將不會(huì)被限制于本文所示的這些實(shí)施例，而是要符合與本文所公開(kāi)的原理和新穎特點(diǎn)相一致的最寬的范圍。
權(quán)利要求1.一種安全輸入隔離電路，其特征在于，包括兩個(gè)不同結(jié)構(gòu)的第一運(yùn)算放大器和第二運(yùn)算放大器；其中，所述第一運(yùn)算放大器和第二運(yùn)算放大器通過(guò)各自的輸入端并聯(lián)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的安全輸入隔離電路，其特征在于，所述第一運(yùn)算放大器和第二運(yùn)算放大器采用兩種功能類(lèi)型運(yùn)算放大器。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的安全輸入隔離電路，其特征在于，所述第一運(yùn)算放大器和第二運(yùn)算放大器，具體包括由通用型運(yùn)算放大器、高阻型運(yùn)算放大器、低溫飄型運(yùn)算放大器、高速型運(yùn)算放大器、低功耗型運(yùn)算放大器和高壓大功率型運(yùn)算放大器中的任意兩種功能類(lèi)型的放大器并聯(lián)構(gòu)成。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的安全輸入隔離電路，其特征在于，所述第一運(yùn)算放大器和第二運(yùn)算放大器采用具有相同功能類(lèi)型的不同型號(hào)的運(yùn)算放大器。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或4所述的安全輸入隔離電路，其特征在于，所述第一運(yùn)算放大器和第二運(yùn)算放大器，具體包括由通用型運(yùn)算放大器、高阻型運(yùn)算放大器、低溫飄型運(yùn)算放大器、高速型運(yùn)算放大器、低功耗型運(yùn)算放大器或高壓大功率型運(yùn)算放大器中的同類(lèi)運(yùn)算放大器中的不同型號(hào)的運(yùn)算放大器任意兩種并聯(lián)構(gòu)成。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的安全輸入隔離電路，其特征在于，所述第一運(yùn)算放大器型號(hào)是LM148通用型運(yùn)算放大器；所述第二運(yùn)算放大器型號(hào)是0P400低溫飄移型運(yùn)算放大器。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的安全輸入隔離電路，其特征在于，所述第一運(yùn)算放大器型號(hào)是CA3130的高阻型運(yùn)算放大器；所述第二運(yùn)算放大器型號(hào)是CA3140的高阻型運(yùn)算放大器。
8.—種軌道電路接收器，其特征在于，包括接收區(qū)段鋼軌上的移頻信號(hào)的雙機(jī)并聯(lián)電路；與所述雙機(jī)并聯(lián)電路鏈接，并接收所述雙機(jī)并聯(lián)電路傳輸?shù)囊祁l信號(hào)進(jìn)行阻抗變換和級(jí)間隔離的安全輸入隔離電路；與所述安全輸入隔離電路鏈接，并接收安全輸入電路輸出的信號(hào)進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換的A/D轉(zhuǎn)換電路；與所述A/D轉(zhuǎn)換電路鏈接，并接收A/D轉(zhuǎn)換電路的信號(hào)進(jìn)行載頻、低頻及幅度三個(gè)特征進(jìn)行解調(diào)判斷和比較的雙中央處理器CPU電路；其中，所述安全輸入電路為權(quán)利要求1-7中所述的任意一種安全輸入電路。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了一種鐵路信號(hào)系統(tǒng)中軌道電路接收器中的安全輸入隔離電路，在該安全輸入隔離電路中使用兩個(gè)不同結(jié)構(gòu)的運(yùn)算放大器同時(shí)對(duì)移頻信號(hào)分別進(jìn)行阻抗變換和級(jí)間隔離。采用本實(shí)用新型電路，可降低輸入隔離電路發(fā)生CCF(Common Cause Failure，共因失效)的概率，進(jìn)而提高電路設(shè)備的安全性和可靠性，滿足鐵道部對(duì)鐵路信號(hào)設(shè)備故障安全性要求；另外針對(duì)不同監(jiān)測(cè)特征可配置相應(yīng)功能結(jié)構(gòu)的運(yùn)算放大器，通過(guò)使用兩種功能類(lèi)型的不同結(jié)構(gòu)運(yùn)算放大器，可以利用兩種運(yùn)算放大器的優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)，擴(kuò)大了安全輸入電路監(jiān)測(cè)范圍。本實(shí)用新型還公開(kāi)了一種具有該安全輸入隔離電路的軌道電路接收器。
文檔編號(hào)B61L1/18GK202863476SQ201220551878
公開(kāi)日2013年4月10日 申請(qǐng)日期2012年10月25日 優(yōu)先權(quán)日2012年10月25日
發(fā)明者魏敏, 徐敏, 蘭豐菊, 張明妨, 孟麗婷, 趙懷東, 孫志忠, 郜志強(qiáng), 于樹(shù)永 申請(qǐng)人:北京鐵路信號(hào)有限公司