國內鐵路機車行車指令主要采用移頻信號傳輸，即頻移鍵控信號(FSK),，該信號具有相位連續(xù)和非線性調制等特點,，實現(xiàn)實時高精度的檢測具有較大困難。傳統(tǒng)FSK信號解調采用檢周期的時域處理法,，此方法主要存在頻率分辨率低,、實時性差等問題，很難達到要求的解調精度,。隨著數(shù)字頻率解調技術的發(fā)展和DSP的應用,，為FSK信號的精確解調提供有效而可靠的途徑。

文中采用了單片DSP器件TMS32F2812,，通過對軌道移頻信號解調算法的研究,，使設計系統(tǒng)具有集成度高、實時性好,、抗干擾能力強和可靠性高等優(yōu)點,。

1 系統(tǒng)的整體設計

系統(tǒng)采用了TMS32F2812處理芯片，主頻高達150MHz,，時鐘周期為6.67ns,。2×8的ADC轉換通道。SPI串口,。兩個1kb×16 SARAM等模塊,，這些模塊易于實現(xiàn)ADC的采樣、主從控制芯片的數(shù)據(jù)交換和FFT變換所需要的大容量SARAM空間,。

本系統(tǒng)總體設計如圖1所示,。采用雙機熱備，兩路同時對調理后的FSK信號采樣和解調,，比較一致輸出,，這樣可提高系統(tǒng)的可靠性,。

2 主要技術實現(xiàn)

2.1 信號調理

信號調理主要用低通濾波器，低通濾波器的設計使用的是MicroChip濾波器設計的軟件FilterLab,，該軟件只需輸入通帶頻率和濾波器的階數(shù),，就可以生成相應的電路圖，省去了濾波器設計中復雜的運算,。圖2所示是FilterLab軟件生成的Butterworth低通濾波器,，階數(shù)為4，通帶頻率為4000Hz,，圖中給出了濾波器電容電阻的建議取值。

2.2 信號采樣設計

由于使用了TMS320F2812的內部A/D,，在實際運用中,，發(fā)現(xiàn)內部的A/D采樣誤差較大，最大可達9%,，這樣遠達不到采樣精度要求,，需要通過軟件校正。首先選用ADC的任意兩個通道作為參考輸入通道,，并分別輸入已知的直流參考電壓,，通過讀取相應的結果寄存器獲取轉換值，利用兩組輸出值便可求得ADC模塊得校正增益和校正偏置,，然后利用這兩個值對其他通道轉換數(shù)據(jù)進行補償,。具體的補償公式如式(3)～式(6)所示

2.3 信號處理模塊設計

信號處理模塊主要由欠采樣、FFT變換和Rife頻率休整等部分組成,，信號處理模塊的流程如圖3所示,，其中搬移、濾波,、抽取,、FFT組成了Z—EFT。

在FFT變換中使用的是TI的FFT函數(shù)庫,，F(xiàn)FT程序模塊化,，易于大數(shù)量FFT變換的修改，且運算速度快,，執(zhí)行效率高,。FFT變換主要由模塊初始化和FFT計算等組成。

進過FFT變換后,，頻率主瓣中存在兩個采樣點,，中心頻率必定介于這兩點之間，使用Rife頻率估計法進行頻譜分析可得到精確的頻率估計值,。Rife頻率估計法,，就是用頻譜的絕對值的最大值G(k)進行比較,，在k=[0，(N-1)/2]中求得最大值的|G(k)|,，比較|G(k-1)|和|G(k+1)|大小,，若|G(k-1)|<|G(k+1)|，則α=-1,，否則α=1,，顓譜估計值如式(9)所示，其中,，fs為采樣頻率

3 實驗數(shù)據(jù)分析

ZPW-2000A的低頻和載頻測量數(shù)據(jù)如表1所示,。

從測量數(shù)據(jù)看，載頻頻率誤差在0.2Hz以內,，低頻頻率誤差在0.02Hz以內,，精度高于鐵道部的相關規(guī)定。

4 結束語

對ZPW-2000A的移頻鍵控信號解調,，對載頻直接進行FFT變換,，測出載頻頻率；然后進行搬移,、濾波,、FFT變換和Rife頻率休整，解調出低頻頻率,，這樣解調出來的頻率很高,，且FFT算法用的TI的算法庫，運行效率較高,，實時性較強,。本系統(tǒng)采用了雙機熱備，提高了設備的可靠性,。