以ZPW-2000為例的軌道移頻電路原理

1.調制

調制（modulation)就是對信號源的資訊進行處理加到載波上，使其變為適合于信道傳輸的形式的程序，就是使載波隨信號而改變的技術，一般來說，信號源的資訊（也稱為信源）含有直流分量和頻率較低的頻率分量，稱為基帶信號，基帶信號往往不能作為傳輸信號，因此必須把基帶信號轉變為一個相對基帶頻率而言頻率非常高的信號以適合于信道傳輸，這個信號叫做已調信號，而基帶信號叫做調制信號，調制是通過改變高頻載波即訊息的載體信號的幅度、相位或者頻率，使其隨著基帶信號幅度的變化而變化來實作的，而解調則是將基帶信號從載波中提取出來以便預定的接收者（也稱為信宿）處理和理解的程序，

基帶信號，由于能量有限，通常不能夠遠距離傳送，或者通過無線傳送到空中，因此，需要調制到載波中進行發送，好比靠人力很難將貨箱運送到遠方，可以將貨箱放到車上，搬送到遠方，

（1）貨物即是信號，
（2）車是載波，是一系列連續的正弦波，
（3）調制，就是把想發送的信號，裝載到載波中，并發送到目的地的形式，

1.1為什么要進行調制

• 讓信號更容易適應信道進行傳輸
• 小知識:通常天線的尺寸應該為波長的十分之一及以上，這樣信號才能更好傳輸，而我們又從公式：光速=波長*頻率 ， 波長和頻率成反比，因為光速不變，所以天線尺寸與頻率成反比，與波長成正比，如果我們的基帶信號不調制，那么可能我們的天線的尺寸需要幾公里，但是我們調制之后將信號調到高頻載波上，頻率變高，波長減小，這樣天線的尺寸就可以非常小，
• 可以通過調制將多路信號搬移到不同的頻率范圍內，實作頻分復用等，
• 頻率不是你想用哪段就用哪段的，國家有規定，需要調到可以傳輸的頻率上，

2.移頻自動閉塞概念

移頻自動閉塞是以軌道移頻電路為基礎的自動閉塞，移頻自動閉塞選用頻率引數作為控制資訊，采用頻率調制的方法，把低頻信號搬移到較高頻率上，從而形成振幅不變、頻率隨低頻信號的幅度做周期變換的調頻信號，將此信號利用鋼軌作為傳輸通道來控制通過信號機的顯示，達到自動指揮列車運行的目的，移頻信號的波形如圖所示：

從圖2.3中可以看出，調頻信號的變換規律，是以載頻信號 f 0 f_0 f0?為中心，作上、下頻率偏移，當低頻調制信號輸出低電位時，載頻 f 0 f_0 f0?向下偏移 Δ f \varDelta f Δf（ Δ f \varDelta f Δf稱為頻偏），具體值為 f 0 ? Δ f f_0-\varDelta f f0??Δf，叫做低端載頻（或稱下邊頻）；當低頻調制信號輸出高電位時，載頻 f 0 f_0 f0?向上偏移 Δ f \varDelta f Δf，具體值為 f 0 + Δ f f_0+\varDelta f f0?+Δf，叫做高端載頻（或稱上邊頻），可見，調頻信號是受低頻信號的調制而作低端載頻 f 0 ? Δ f f_0-\varDelta f f0??Δf和高端載頻 f 0 + Δ f f_0+\varDelta f f0?+Δf的交替變化，兩者在單位時間內變化的次數與低頻調制信號的頻率相同，
在軌道電路中傳輸的資訊是低端載頻 f 0 ? Δ f f_0-\varDelta f f0??Δf和高端載頻 f 0 + Δ f f_0+\varDelta f f0?+Δf，載頻 f 0 f_0 f0?實際上是不存在的，由于低端載頻和高端載頻的交替變換接近于突變性，好似頻率的移動，故稱為移頻信號，應用這種軌道移頻電路的自動閉塞稱為移頻自動閉塞，

3.ZPW-2000

ZPW-2000無絕緣移頻自動閉塞系統是在引進法國UM-71無絕緣移頻自動閉塞基礎上，結合我國國情的技術再開發，為了進一步減小電氣化區段牽引電流對移頻信號的干擾，與國產18資訊移頻自動閉塞系統相比，ZPW-2000無絕緣移頻自動閉塞系統采用較高頻率的載頻，同時為了防止相鄰軌道電路及上下行軌道電路間的相互干擾，其載頻配置情況為：上行線按2000Hz和2600Hz交替配置，下行線按1700Hz和2300Hz交替配置，其頻偏均為11Hz，為滿足列車速度控制多資訊需要，其調制低頻共配置18種，其頻率值為10.3Hz開始以公差1.1Hz遞增至29.0Hz的等引數列，

為了防止相鄰軌道電路及上下行軌道電路間的相互干擾，相鄰軌道電路載頻不同，上下行軌道電路載頻不同

由于該系統的軌道電路中傳輸的是（1700~2600）±11Hz范圍的較高頻率移頻信號，因此鋼軌將會呈現出較高的感抗，使移頻信號快速衰減，從而影響軌道電路的傳輸距離，為了確保軌道移頻信號在鋼軌中有足夠長的傳輸距離，每隔一定距離（約100米）在兩條鋼軌之間并聯一個電容器，稱其為補償電容，另外，該系統以無絕緣軌道電路作為連續資訊的傳輸通道，以點式資訊作為連續資訊的補充，利用電磁感應將軌道中傳輸的移頻資訊感應到機車上，經過檢測和顯示裝置的處理后，將前方信號機的顯示狀態在機車上予以復顯，從而使司機在大霧等惡劣天氣條件下，也可以及時獲取前方信號機的顯示狀態，從而確保行車安全，

在移頻自動閉塞區段，移頻資訊的傳輸，是按照運行列車占用閉塞磁區的狀態，迎著列車的運行方向，自動地向各閉塞磁區傳遞資訊的，