[发明专利]基于ZPW2000轨道电路的移频信号频率检测系统和方法

权利要求书

1.基于ZPW2000轨道电路的移频信号频率检测方法，其特征在于：包括以下步骤：

结合微控制器的DA信号，对主轨道与相邻轨道的混合信号进行调整，从而输出数字滤波器能够处理的0～3V电压信号；

将调整后的混合信号输入数字滤波器，并通过微控制器向所述数字滤波器输入时钟信号，使数字滤波器输出混合信号中与时钟信号相同频率的轨道信号；

对数字滤波器输出的轨道信号进行放大处理得到幅值在0.3～3.0V之间振荡的正弦信号，再将低频调制的上下边频交替变换的正弦信号转换为相同频率交替变换的方波信号；

对轨道信号频率交替变换的方波信号的上边频和下边频进行计数，以获得轨道信号的上边频频率、下边频频率，以及调制频率。

2.根据权利要求1所述的基于ZPW2000轨道电路的移频信号频率检测方法，其特征在于：所述结合微控制器的DA信号，对主轨道与相邻轨道的混合信号进行调整，从而输出数字滤波器能够处理的0～3V电压信号的步骤，包括：

获取主轨道与相邻轨道的混合信号U_i；

获取微控制器的直流电平DA信号U_i3；

将主轨道与相邻轨道的混合信号U_i输入反相加法器的负相端，并将微控制器的直流电平DA信号U_i3输入反相加法器的正相端后，反相加法器输出的混合信号的幅值V_out为：

其中，R₁₆为反相加法器的反相端输入电阻，R₁₈为反相加法器的反相端接地电阻，R_f为可调反馈电阻。

3.根据权利要求2所述的基于ZPW2000轨道电路的移频信号频率检测方法，其特征在于：所述可调反馈电阻R_f为第一数字电位器，通过所述微控制器配置第一数字电位器的阻值。

4.根据权利要求1所述的基于ZPW2000轨道电路的移频信号频率检测方法，其特征在于：所述将调整后的混合信号输入数字滤波器，并通过微控制器向所述数字滤波器输入时钟信号，使数字滤波器输出混合信号中与时钟信号相同频率的轨道信号的步骤，包括：

将调整后的混合信号V_out从数字滤波器的VmIN接口输入；

通过微控制器输出占空比为50％的相应频率的PWM波，经分频后形成的时钟信号从数字滤波器的FmCLK接口输入；

数字滤波器按照时钟信号的频率，将混合信号V_out中与时钟信号相同频率的轨道信号从VmOUT接口输出。

5.根据权利要求1所述的基于ZPW2000轨道电路的移频信号频率检测方法，其特征在于：对数字滤波器输出的轨道信号进行放大处理得到幅值在0.3～3.0V之间振荡的正弦信号的步骤，包括：

设置微控制器的DAC输入电压为0V，获取微控制器的ADC采样信号的最大值，判断所述ADC采样信号的最大值是否在3.0～3.2V的范围内；

若ADC采样信号的最大值小于在3.0V，则通过微控制器调节第二数字电位器的放大信号，使ADC采样信号的最大值在3.0～3.2V的范围内；若ADC采样信号的最大值大于3.2V，则通过微控制器调节第二数字电位器的缩小信号，使ADC采样信号的最大值在3.0～3.2V的范围内；

若ADC采样信号的最大值在3.0～3.2V的范围内，则获取微控制器的ADC采样信号的最小值，判断所述ADC采样信号的最小值是否在0.1～0.3V的范围内；

若ADC采样信号的最小值小于0.1V，则通过微控制器增大DA电压，使ADC采样信号的最小值在0.1～0.3V的范围内；若ADC采样信号的最小值大于0.3V，则通过微控制器减小DA电压，使ADC采样信号的最小值在0.1～0.3V的范围内。