[發明專利]一種脈沖寬度調制編碼裝置

無效

• 申請號: 201110432937.2
• 申請日: 2011-12-21
• 公開（公告）號: CN102420595A
• 公開（公告）日: 2012-04-18
• 發明（設計）人: 吳能峰;王輝華;沈建華;楊北輝
• 申請（專利權）人: 深圳市英威騰交通技術有限公司
• 主分類號: H03K7/08
• 分類號: H03K7/08
• 代理公司: 深圳市深佳知識產權代理事務所(普通合伙) 44285
• 代理人: 彭愿潔;李文紅

技術領域

本發明涉及動力分散的電動列車領域，尤其涉及一種脈沖寬度調制編碼裝置。

背景技術

在地鐵等動力分散的電動列車中，為了解決主控制器和自動列車運行(Automatic?Train?Operation，ATO)控制器的牽引、制動信號的可靠傳送問題，常用方法有基于通信網絡和硬線連接兩種。鑒于安全性和可靠性的要求，電動列車牽引制動信號的傳遞一般采用“硬線和網絡冗余”原則。電動列車從主控制器或者ATO控制器所發出的牽引制動指令大多是電壓或電流形式的模擬信號，然后經長距離傳輸至執行端，并在執行端進行解碼以獲得給定的牽引制動指令，由于模擬信號在長距離傳輸中，抗干擾能力差，受傳輸電纜電阻影響引起信號衰減等問題，牽引制動信號大多以脈沖寬度調制(Pulse?Width?Modulation，PWM)信號模式傳送。

采用PWM的目的就是改變占空比，常用的方法是：把給定的電壓值和三角波發生器的輸出送至比較器，通過改變與三角波比較的電壓值，由比較器輸出頻率不變而脈寬變化的矩形方波。

在現有技術中，來自主控制器或ATO控制器的信號一般采用4～20mA恒流方式傳送以及采用模擬調制方式調制，這種方式雖然簡單，但是只針對單一輸入輸出的脈沖寬度調制，而對于多輸入輸出的脈沖寬度調制，由于要求對多個通道電壓值作相同比較和切換，過于繁瑣，且不易控制輸出端的輸出電壓，難以滿足輸出同步和互為冗余的要求。

發明內容

有鑒于此，本發明實施例提供一種脈沖寬度調制編碼裝置，能夠有效的實現多通道的模擬信號的選擇以及輸出通道的切換，極大改善脈沖寬度調制編碼裝置的性能。

一種脈沖寬度調制編碼裝置，該脈沖寬度調制編碼裝置與提供多種模擬信號的模擬量提供裝置連接，該脈沖寬度調制編碼裝置包括開關電源模塊、模擬量接收模塊、開關量輸入模塊、微控制器以及脈沖寬度調制輸出模塊。開關電源模塊用于為所述脈沖寬度調制編碼裝置提供工作電源。模擬量接收模塊用于接收由所述模擬量提供裝置所發送的所述多種模擬信號。開關量輸入模塊用于選擇一種模擬信號以完成采樣。微控制器用于將采樣到的所述模擬信號進行脈沖寬度調制編碼以轉換成數字信號并通過輸出通道輸出，其中所述開關量輸入模塊還用于切換所述微控制器的輸出通道。脈沖寬度調制輸出模塊包括用于將由所述微控制器的輸出通道所輸出的所述數字信號進行功率放大及輸出的脈沖寬度調制功率放大模塊，其中，所述開關電源模塊、所述開關電源模塊、所述模擬量接收模塊、所述開關量輸入模塊、所述脈沖寬度調制輸出模塊均與所述微控制器相連。

優選的，所述脈沖寬度調制輸出模塊還包括與所述脈沖寬度調制功率放大模塊相互連接的脈沖寬度調制輸出檢測模塊，其中，所述脈沖寬度調制輸出檢測模塊用于將經功率放大后的數字信號反饋回所述微控制器，且所述脈沖寬度調制功率放大模塊與所述脈沖寬度調制輸出檢測模塊均與所述微控制器連接。

優選的，所述脈沖寬度調制輸出檢測模塊為光耦隔離器，用于光耦隔離及反饋所述經功率放大后的數字信號。

優選的，所述脈沖寬度調制編碼裝置還包括用于與外部設備通信的通信接口模塊，以及用于輸出故障指示信號的開關量輸出模塊，其中，所述通信接口模塊、所述開關量輸出模塊均與所述微控制器連接。

優選的，所述微控制器還用于根據由所述脈沖寬度調制輸出檢測模塊反饋回的所述經功率放大后的數字信號確定所述脈沖寬度調制編碼裝置當前的運行狀態，并當所述脈沖寬度調制編碼裝置在當前出現故障時，觸發所述開關量輸出模塊輸出故障指示信號。

優選的，所述通信接口模塊包括控制器局域網絡總線接口和RS485通信接口。

優選的，所述開關量輸出模塊與所述微控制器之間連接有光耦隔離器，用于光耦隔離。

優選的，所述微控制器的芯片類型為DSP28035芯片。

優選的，所述模擬量提供裝置包括自動列車運行控制器與主控制器，所述模擬量接收模塊包括自動列車運行控制器模擬信號接收模塊與主控制器模擬信號接收模塊，其中，所述自動列車運行控制器提供自動列車運行控制器模擬信號，且與所述自動列車控制器模擬信號接收模塊連接，所述主控制器提供主控制器模擬信號，且與所述主控制器模擬信號接收模塊連接，所述自動列車運行控制器模擬信號接收模塊用于接收來自所述自動列車運行控制器的模擬信號，所述主控制器模擬信號接收模塊用于接收來自所述主控制器的模擬信號。

優選的，所述開關電源模塊為直流斬波器，用于完成直流電壓的轉換。

從以上技術方案可以看出，本發明實施例具有以下優點：