C接口多回波損耗測試方法研究

王進(jìn)忠

(沈陽鐵路信號有限責(zé)任公司，沈陽 110025)

有源應(yīng)答器通過C 接口與軌旁電子單元（LEU）進(jìn)行數(shù)據(jù)和能量的傳遞，將報(bào)文信息傳送給車載天線。C 接口的性能直接影響到LEU 和有源應(yīng)答器的通信，進(jìn)而影響行車安全。所以對有源應(yīng)答器C 接口的功能、性能進(jìn)行測試是非常必要的，如圖1 所示。

圖1 系統(tǒng)工作原理圖Fig.1 Schematic diagram of system operation

1 C接口測試系統(tǒng)組成

C 接口需要傳輸兩種信號，C1 信號和C6 信號，C1 是應(yīng)答器的報(bào)文數(shù)據(jù)信息，C6 是能量信號，C 接口測試系統(tǒng)框如圖2 所示。

圖2 C接口測試系統(tǒng)框圖Fig.2 Block diagram of interface C test system

2 C接口多回波網(wǎng)絡(luò)損耗測試系統(tǒng)

C 接口傳輸?shù)腃1 信號和C6 能量，需要分別在波形發(fā)生器上模擬產(chǎn)生，然后在C 接口回波損耗網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行合成，通過濾波器進(jìn)行信號隔離，通過180 m 電纜傳輸給有源應(yīng)答器。多回波網(wǎng)絡(luò)損耗測試系統(tǒng)連接如圖3 所示。

圖3 C接口多種回波損耗測試系統(tǒng)連接圖Fig.3 Connection diagram of multi-return loss test system of interface C

3 C接口多種回波損耗網(wǎng)絡(luò)主要功能

1) 產(chǎn)生4 種C1 信號的回波損耗條件；

2) 產(chǎn)生4 種C6 能量的回波損耗條件；

3) 在輸出端將C1 信號和C6 信號進(jìn)行合成，同時阻斷兩路信號的相互影響；

4) 在輸出端進(jìn)行阻抗匹配，使輸出端的特性阻抗在C1 和C6 條件下分別為120 Ω 和170 Ω。

根據(jù)《應(yīng)答器傳輸系統(tǒng)測試規(guī)范》（TB/T 3544-2018）的要求，C1 和C6 回波損耗網(wǎng)絡(luò)包含以下4種條件，一種低電阻條件，一種高電阻條件，一種容性和一種感性條件，如圖4 所示。

圖4 中，負(fù)載實(shí)現(xiàn)回波損耗深度調(diào)整，后面連接的電容或電感用來調(diào)整反射角，濾波器1 和濾波器2 用來隔離C1 信號和C6 能量信號的相互干擾。設(shè)計(jì)的指標(biāo)要求和實(shí)物的測試結(jié)果如表1 所示?；夭〒p耗網(wǎng)絡(luò)實(shí)測參數(shù)眼如圖5 所示。

圖4 C接口回波損耗網(wǎng)絡(luò)制作示意圖Fig.4 Schematic diagram of return loss network production of interface C

4 C1接口信號的實(shí)現(xiàn)

通過軟件編程，使用17 號報(bào)文，在C1 接口按照DBPL 的編碼方式，將每個位單元的相位轉(zhuǎn)移翻譯成字符，從“+1”到“-1”翻譯成A ， 從“-1”到“+1”翻譯成B ，然后將當(dāng)前字符和上一位進(jìn)行比較。如果相同，當(dāng)前位值為“1”。如果不同，當(dāng)前位值為“0”。再利用曲線生成特征方程式生成C1接口信號，其中公式（1）為上升沿，公式（2）為下降沿。最后利用軟件工具生成的C1 信號波形，眼圖片段如圖6 所示。

其中，VOUT、V2單位為V；

τ 取值332.3 ns，測試中可接受范圍為330±30 ns。

5 C接口測試功能的實(shí)現(xiàn)

C6 接口為有源應(yīng)答器提供能量，有源應(yīng)答器將C1 接口信號解碼，轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號“0”和“1”，通過切換單元電路控制應(yīng)答器FSK 信號的切換，形成應(yīng)答器A 接口信號，發(fā)送給車載設(shè)備。所以C 接口的性能指標(biāo)與A 接口發(fā)送的信號直接關(guān)聯(lián)，通過測試天線接收到信號中心頻率、頻率偏移、平均數(shù)據(jù)速率及MTIE 的指標(biāo)，實(shí)現(xiàn)有源應(yīng)答器C 接口的性能參數(shù)測試。

表1 C接口多種回波損耗測試條件及回波損耗網(wǎng)絡(luò)實(shí)測值Tab.1 Test conditions of multi-return loss and measured values of return loss network of interface C

圖5 回波損耗網(wǎng)絡(luò)實(shí)測參數(shù)Fig.5 Measured parameters of return loss network

圖6 適用于多種回波損耗測試的C1信號眼圖Fig.6 Signal C1 eye diagram applicable to various return loss test

6 總結(jié)

根據(jù)有源應(yīng)答器C 接口的工作原理，通過C 接口回波損耗網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計(jì)，C1 信號軟件編程，C6 信號的信號發(fā)生器設(shè)置，完成C 接口測試環(huán)境的搭建，實(shí)現(xiàn)了C 接口回波損耗的性能參數(shù)測試，并對C 接口參數(shù)進(jìn)行了測試實(shí)現(xiàn)驗(yàn)證。該測試系統(tǒng)所用儀器較多，系統(tǒng)校準(zhǔn)相對復(fù)雜，隨著儀器儀表的智能化、多功能化的發(fā)展，實(shí)現(xiàn)測試的自動化將是后續(xù)的研究方向。