項(xiàng)河山

(1．北京全路通信信號研究設(shè)計(jì)院集團(tuán)有限公司，北京 100070；2．北京市高速鐵路運(yùn)行控制系統(tǒng)工程技術(shù)研究中心，北京 100070)

1 概述

某站計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖開通時(shí)，發(fā)現(xiàn)在控顯機(jī)附件近距離范圍內(nèi)使用對講機(jī)，會造成其左、右鍵及聯(lián)鎖設(shè)備誤動。

在得知該現(xiàn)場不良情況后，即對現(xiàn)場情況進(jìn)行實(shí)驗(yàn)室復(fù)現(xiàn)：使用摩托羅拉GP3688對講機(jī)靠近與該站所用同型號品牌鼠標(biāo)，多次干擾測試后發(fā)現(xiàn)存在誤動情況；將鼠標(biāo)線環(huán)繞對講機(jī)天線數(shù)圈后，再將對講機(jī)靠近鼠標(biāo)并尋找敏感位置也可造成其左、右鍵頻繁誤動。

對該對講機(jī)的場強(qiáng)測試表明：距離鼠標(biāo)5～15 cm時(shí)，產(chǎn)生的干擾場強(qiáng)可達(dá)40～50 V/m；貼近鼠標(biāo)時(shí)，產(chǎn)生的干擾場強(qiáng)可高達(dá)80 V/m。遠(yuǎn)超10 V/m標(biāo)準(zhǔn)要求。

2 干擾原因分析

為解決對講機(jī)干擾問題，對多種鼠標(biāo)的電路進(jìn)行技術(shù)分析，而鐵路行業(yè)聯(lián)鎖系統(tǒng)中，由于系統(tǒng)的特殊要求，使用的是串口鼠標(biāo)。發(fā)現(xiàn)行業(yè)內(nèi)串口鼠標(biāo)左、右鍵的采集電路設(shè)計(jì)過于簡單，采用直接由高阻CMOS芯片管腳浮空直連觸點(diǎn)的方式，沒有任何抗干擾設(shè)計(jì)。

同時(shí)為詳細(xì)掌握手持電臺使用時(shí)對設(shè)備的影響，并結(jié)合射頻電磁場輻射抗擾度試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)（GB/T17626.3-1998）和試驗(yàn)等級（80～1 000 MHz、場強(qiáng)10 V/m）。要求在電磁兼容實(shí)驗(yàn)室，對額定功率為3 W的MOTOROLA GP88s手持電臺進(jìn)行了場強(qiáng)測試，測試數(shù)據(jù)如表1所示。

表1 GP88s手臺場強(qiáng)測試Tab.1 Field strength test of MOTOROLA GP88s handset

數(shù)據(jù)表明，該手持臺在距離1 m處的場強(qiáng)就已經(jīng)超出GB_T 24338.5-2009標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的場強(qiáng)值，對系統(tǒng)設(shè)備存在不利影響。

所以應(yīng)該加大鼠標(biāo)抗干擾能力。

3 改進(jìn)方案

經(jīng)實(shí)物測量得知，鼠標(biāo)芯片按鍵輸入端在按鍵沒有被按下時(shí)處于浮空狀態(tài)，當(dāng)按鍵被按下后直接接到+5 V電源。鼠標(biāo)芯片為CMOS電路，CMOS電路的特點(diǎn)之一是如果輸入端浮空，則會處于一種不穩(wěn)定的狀態(tài)，當(dāng)遇到外部的強(qiáng)干擾時(shí)，就會可能發(fā)生錯(cuò)誤觸發(fā)。

通過實(shí)際電路分析研究，將在鼠標(biāo)芯片按鍵輸入端接一個(gè)1 K的下拉電阻，如圖1所示。

圖1 改進(jìn)方案電路原理Fig.1 Schematic diagram of circuit principle in improvement plan

當(dāng)按鍵沒有被按下時(shí)，能給鼠標(biāo)芯片提供一個(gè)穩(wěn)定的低壓輸入狀態(tài)。

4 實(shí)驗(yàn)室驗(yàn)證

依據(jù)上述改進(jìn)方案，在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行對講機(jī)干擾鼠標(biāo)的模擬測試，察看設(shè)備的抗干擾情況。

測試方式為：使用研華工控機(jī)，構(gòu)建DOS &Windows2000平臺，在屏幕上將光標(biāo)移至某個(gè)按鈕，使用對講機(jī)天線靠近鼠標(biāo)殼體及鼠標(biāo)線，并調(diào)整天線與線纜的相對角度，再按住對講機(jī)通話鍵，觀察是否觸發(fā)鼠標(biāo)的按鈕操作、光標(biāo)是否移動。對每個(gè)對講機(jī)的每個(gè)頻道測試30次。

測試結(jié)果如表2、3所示。

表2 DOS操作系統(tǒng)測試結(jié)果Tabl.2 DOS operating system test results

表3 Windows操作系統(tǒng)測試結(jié)果Tab.3 Windows operating system test results

經(jīng)過測試驗(yàn)證，發(fā)現(xiàn)改善效果良好。

5 現(xiàn)場驗(yàn)證

經(jīng)過實(shí)驗(yàn)室充分驗(yàn)證后，先對發(fā)生問題的站點(diǎn)進(jìn)行鼠標(biāo)設(shè)備更換，經(jīng)過1個(gè)月實(shí)際運(yùn)行，效果良好，現(xiàn)場客運(yùn)員反饋無任何不良影響。

經(jīng)過總結(jié)與討論，認(rèn)定該改進(jìn)方案可靠、穩(wěn)定。經(jīng)過決議，將全部現(xiàn)場舊型號鼠標(biāo)進(jìn)行更換。

更換后的鼠標(biāo)從使用至今，反饋良好，此鼠標(biāo)左鍵、右鍵電路方案已成為聯(lián)鎖行業(yè)串口專用鼠標(biāo)的標(biāo)準(zhǔn)按鍵電路。

6 結(jié)論

通過對現(xiàn)場聯(lián)鎖串口鼠標(biāo)干擾原因分析，提出串口鼠標(biāo)左鍵、右鍵信號接收電路增加下拉處理，能夠有效克服運(yùn)轉(zhuǎn)室無線對講機(jī)電磁干擾，為客運(yùn)人員人-機(jī)操作提供穩(wěn)定硬件支撐，為鐵路安全運(yùn)輸提供有力保障。