ZTF-2002B 型列尾司机控制盒维修手册

韩志强

ZTF-2002B 型列尾司机控制盒
维 修 手 册
(版权所有 翻印必究)












北京中铁公司
2003 年7月










ZTF-2002C/D 型列尾司机控制盒
（2003 版）
一、列尾控制盒的安装
1．列尾控制盒的安装位置
ZTF-2002B 型列尾司机控制盒（以下简称列尾控制盒）安装在无线列调机车台控制盒
（以下简称列调控制盒）旁，原则是便于机务人员操作，便于和列调控制盒连接。注意：
应在列尾控制盒右侧为与列调控制盒连接的插头留出至少30cm 的空间。
列尾控制盒的安装尺寸和操作面板示意图如下：
2．列尾控制盒与列调控制盒的连接方式
列尾控制盒与列调控制盒之间采用有线连接方式，连线的长度根据实际安装位置而定。按
照铁道部颁布的技术文件规定，列尾控制盒与列调控制盒的接口均采用标准七芯插座，型号为
AL16-J7Z，各引脚定义如下：
①V+ 列调控制盒为列尾控制盒提供的电源，通常为+12V 或+13.8V。
②AF 列调控制盒向列尾控制盒输出的用于解码的音频信号。可接列调控制盒的音
频信号输出端SP。
③MIC 列尾控制盒向列调控制盒输出的FFSK 调制信号。可接列调控制盒的调制输
入端（MOD）或话筒输入端（MIC）。
④PTT 列尾控制盒向列调控制盒输出的发射控制信号。接列调控制盒的控发端PTT。
⑤保留
⑥保留
⑦GND 地
如列调控制盒在设计时未考虑与列尾设备接口，应按以下步骤对列调控制盒进行改装：
①在列调控制盒面板或机壳上选取适宜位置安装Φ16 七芯插座。
②在列调控制盒电路板或插座上找出V+、AF、MIC、PTT、GND 的接点。
③按照七芯插座引脚的定义焊接连线。
为方便现场的改装作业，我公司将七芯插座作为列尾控制盒的配套器件提供给用户。插座
引脚上已焊好连线，并用颜色进行了区分，可直接按定义与列调控制盒的对应点焊接。连线为
以下两组颜色中的任一组，分别定义如下：
第一组 第二组
V+ 红色 紫色
AF 橙色 灰色
MIC 黄色 白色
PTT 绿色 黑色
GND 兰色 棕色
二、列尾控制盒的使用
1.功能概述
ZTF-2002B 型列尾司机控制盒的功能分为以下三个部分：
①基本功能，用于列尾指令的收发控制和报警信息的语音提示。
②显示功能，用于指示控制盒当前的工作状态，与语音提示互为补充。
③辅助功能，用于设置控制盒的参数以及下载“黑匣子”数据等。
2.基本功能及操作
①按绿键：
查询尾部风压，语音提示：“××××机车风压×××（千帕）”。
②按黑键：
确认，即向列尾主机输号，语音提示：××××机车确认完毕”。
③按红键：
操纵列尾主机排风，辅助制动，语音提示：“××××机车排风”。
④按黑键+绿键：
清除列尾主机中的机车号码，语音提示：“××××机车消号成功”。
以上操作如按键后3 秒内未收到列尾主机回示信息，控制盒将自动重发指令。检查风压、
确认和消号指令最多重发2 次，排风指令最多重发4 次。
⑤报警语音：
尾部风压报警：“注意，注意，××××机车风压×××（千帕）”。
尾部零风压报警（丢车报警）：“注意，注意，××××机车零风压”。
列尾主机电池欠压报警：“注意，注意，××××机车电压不足”。
列尾主机传感器故障报警：“注意，注意，××××机车风压故障”。
⑥其它语音：
列尾主机等待确认：“×××××号（主机5 位编号）等待确认”。
列尾主机排风完毕：“××××机车排风完毕”。
3.显示功能说明
ZTF-2002B 型列尾控制盒采用4 位数码显示，以不同的显示代码来反映控制盒当前的工作
状态，可与语音提示互为补充。显示代码及其含义见下表：
显示代码 代码说明 显示时间
- - - - 待机状态 持续
F×××（不闪烁） 检查风压或确认完毕时的尾部风压×××千帕 15 秒
F×××（闪烁） 尾部风压报警时的风压×××千帕 持续
P×××（闪烁） 列尾主机开始排风或排风完毕时的风压×××千帕 持续
F000（闪烁） 尾部零风压报警（丢车报警） 持续
- dy - （闪烁） 列尾主机电池欠压报警 持续
- .FY -（闪烁） 列尾主机传感器故障报警 持续
- H0 -（闪烁） 收到列尾主机消号成功信息 10 秒
- HH -（闪烁） 收到列尾主机等待确认信息 10 秒
注：以上显示模式按任意键可中止显示，返回待机状态。
显示代码 代码说明
- dd -（闪烁） 进入下载控制盒“黑匣子”数据模式
- CC -（闪烁） 进入FFSK 信令测试模式
- P0 -（闪烁） 已清除排风次数记录
- E1 -（闪烁） 主控单元故障
- E2 -（闪烁） 语音播放单元故障
- E3 -（闪烁） “黑匣子”记录器故障
4．辅助功能说明
辅助功能包括开机自检、设置控制盒的参数以及下载“黑匣子”数据等，主要通过操纵控
制盒面板上的按键来完成。
①开机自检
对控制盒通电，如自动报出并显示完整正确的机车号码，表明工作状态正常。
②置号功能及操作
为实现列尾控制盒与列尾主机的一对一关系，每个控制盒都有一个与所在机车号码相同
的4 位数编号。所有列尾控制盒在出厂时均设置为“0001”号。当控制盒安装到机车上之后，
需立即将机车号码置入；当维修或更换控制盒时，也需要重新置入新的机车号码。列尾控制盒
的置号无须使用专门的仪器，操纵面板上的按键即可完成，方法如下：
同时按住黑键与绿键对控制盒通电，待提示“机车号”后松开按键，此后可按黑键改变号
码，按绿键确认。号码改变时控制盒会有相应的语音提示和号码显示。置号时按4 位机车号码
的个，十，百，千位顺序依次置入。置号完毕，控制盒报出新的号码：“××××号机车”。
注：如在置号过程中对控制盒断电，已置入的号码无效，原号码不会改变。
③下载“黑匣子”数据
下载列尾控制盒的“黑匣子”数据需使用“ZTF 列尾数据下载盒”。下载前先关闭控制盒
电源，将下载盒上带连线的9 芯插头接入控制盒前面板的9 芯插座。按住红键重新开机，待提
示“注意”后松开红键。继续按黑键，控制盒提示“下载开始”，表明下载过程开始，控制盒
自动将“黑匣子”中的数据高速传送至下载盒中。传送过程中控制盒上的绿灯点亮，表明数据
下载正常。数秒后，传送结束，绿灯熄灭，控制盒提示“下载完毕”。取下下载盒，其中的数
据不会丢失，可继续下载至计算机中进行分析（参见相关说明）。
注意：
⑴如下载过程中，下载盒的绿灯不亮或红绿灯交替闪烁，表明下载失败。
⑵数据下载盒一次只能下载（即转存）一个列尾控制盒的数据。
④记录、查询与清除排风次数
按下控制盒的红键实施尾部排风，如随后收到列尾主机已排风信息，即表明排风有效，控
制盒增加排风记录1 次。对控制盒断电或重新置号不能改变原记录的排风次数。设置此项记录
主要是为了配合机务部门的管理。
查询排风次数的方法是：在控制盒开机报出机车号码后1 秒内，按绿键即可查询排风次数，
语音提示：“排风×次”。
清除排风次数的方法是：按住红键重新开机，待提示“注意”后松开红键。继续按绿键，
直至控制盒提示“排风零次”，显示“-P0-”，表明已经将记录清零。
⑤FFSK 信令测试模式
该测试模式可用于FFSK 信令的场强或频偏测试。进入该模式的方法是：同时按住黑键与
绿键对控制盒通电，待提示“机车号”后2 秒内再按红键，控制盒即进入测试模式，并自动连
续发出测试信号15 秒。继续按红键可重发测试信号。
⑥ZTF-2002B 型与ZTF-2000 型列尾指令模式的切换（选配）
按住控制盒的黑键开机，可在ZTF-2002B 型和ZTF-2000 型两种列尾指令模式之间
切换。
ZTF-2002B 型指令模式的特征是：控制盒开机自检语音提示：“××××号机车”，
待机模式显示：“- - - -”。
ZTF-2000 型指令模式的特征是：控制盒开机自检语音提示：“机车××××号”，待
机模式显示：“. . . .”。
注：在ZTF-2000 型指令模式下，无“黑匣子”和排风次数记录功能。
三、列尾控制盒的检测
ZTF-2002B 型列尾控制盒检测仪用于对列尾控制盒收发列尾信令的工作状态进行检测。控
制盒检测仪同样以双向数传方式工作，其功能相当于1 台没有气路与传感装置的列尾主机。使
用时，操纵列尾控制盒按键，检测仪即回示对应数字编码信息，控制盒收到后即发出相应的提
示语音并进行显示。检测仪自带的扬声器同时播放语音，语音的内容与列尾控制盒相同。
操作方法及提示语音的内容如下：
①按绿键，语音：“××××（该机车号码，下同）机车，风压999”。
显示：“F999”，持续显示15 秒。
②按黑键，语音：“××××机车，确认完毕”。
显示：“F999”，持续显示15 秒
③按红键，语音：“××××机车，排风”。
显示：“P999”，闪烁显示10 秒。
④按黑键+绿键，语音：“××××机车，消号成功”。
显示：“-H0-”，闪烁显示10 秒。
按键后如控制盒可播放语音并显示，且内容与上面一致，可以认定工作正常。
注意事项：
①检测仪内置有充电电池，打开电源开关，检测仪即可工作。但要注意经常充电。充电时
需使用配套的专用墙式充电器。
②为减小对车站正常列尾作业的干扰，检测仪内置电台的发射功率出厂时均设置为小于
1W，因此作用距离有限。


































ZTF-2002B 型列尾司机控制盒的原理与维修
（2003 版）
一、列尾控制盒的主要技术指标
1．无线数据传输指标
①调制方式：FFSK
②传输速率：1200BPS
③特征频率：1-1200Hz，0-1800Hz
④传输方式：采用同步传输方式
⑤数据传输格式：按照运基通信[2000]286 制订的标准执行。数字编码采用符合CCITT 标
准的CRC 校验码与BCH 纠错码设计，与无线列调数据通信制式兼容。
2．主要电性能指标
①供电电压： DC 12～15V
②静态电流：<70mA
③最大工作电流（播放语音时）：<200mA
3．环境温度：-10-55℃，相对湿度：95%（30℃）
4．设备外型尺寸：219mm×122mm×45mm
二、列尾控制盒的电路原理
列尾控制盒的电路图见附录。
列尾控制盒在结构上由两块电路板组成。靠近面板的是主控板，核心器件是主芯片U1、
显示控制芯片U2、调制解调器U8（MODEM737）以及记录器U6；靠近背盖的是语音板，核
心器件是专用语音芯片U3（ISD2560）以及功放芯片U4（LM386）。两块电路板通过双列插座
相连。控制盒内置1 个扬声器，同时提供1 个编程和数据下载接口。控制盒还通过U5 预留一
个标准RS-485 串行通信接口，通过J5 预留一个二次防护报警按键接口，通过J6 预留一个外接
送话器接口。
列尾控制盒的电源由列调控制盒经J1 引入，电压范围是：DC 12～15V。此电压可直接作
为U4 的工作电压。 而U1、U2、U3、U5、U6、U8 的工作电压为5V，须通过三端稳压器U7
（78L05）转换提供。
主芯片U1 是整个电路的控制中心，具有高速、低功耗RISC 结构，在线可编程FLASH 及
EEPROM，可直接软件升级，主频4 MHz。U8 是专用737 型调制解调器，FFSK 调制，传输速
率1200BPS，特征频率1200Hz/1800Hz。
列尾控制盒的简要工作原理如下：
通电后，U1 上电复位，根据红键（SW-1）、绿键（SW-2）和黑键（SW-3）此时的不同状态进入不同的控制过程，如置号，下载“黑匣子”数据或自检。所有过程中的提示语音由U1
控制U3 生成，再经U4 放大，通过扬声器播放。
自检过程结束后，当有键按下时，U1 根据按键的情况生成相应的指令（数字编码），并控
制U3 发出按键有效提示音。包含有机车号码信息的编码指令经U2 调制后通过W3 送到列调控
制盒的MIC 线（J1-3）上，同时U1 第38 脚输出高电平经R15 使T5（9013）导通，将PTT 线
拉成低电平，控制列调电台转为发射状态。发码完毕后，U1 第38 脚转为低电平，T5 截止，PTT
线恢复高电平，列调电台结束发射状态。
列调电台的接收信号由AF 线（J1-2）进入主控板，经W4 调整为合适的电平输入U8。U8
对信号进行解调，由U1 对解调后的数字信号进行识别，包括核对机车号码，如属于列尾信令
且机车号码相符，则U1 控制U3 播放相应的提示语音，在U6 中记录有关数据，同时通知U2
显示提示信息。
其它元件的作用如下：
CRY1 是U1、U2 的晶振，CRY2 是U8 的晶振。
4 个电位器的作用是：
W1：LM386 的增益调整电阻。可在一定范围内调整音量的大小。
W2：列调电台音频信号输入端的分压电阻。
W3：MIC 端的输出平衡电阻，一般是5K 电阻。可根据列调电台的特性进行调整，原则是
保证FFSK 信号的调制频偏大于3KHz。
W4：U8 信号输入端的分压电阻，作用是调整由列调电台AF 线进入U8 的信号幅度，以
适应U8 解调输入的要求。分压后的信号电平Vp-p 应在70mV-700mV 之间。
VR1 是TVS 二极管（也称瞬时电压抑制器），作用是抑制瞬时高压脉冲对电路的冲击。
R1-R9、R13、R14 是上拉电阻。
T1-T4 是用于驱动4 位LED 显示器。
主控板8 个插座的作用是：
J1：七芯单列插座，列调电台接口。
J2：四芯单列插座，扬声器接口。
J3：八芯双列插座，U1、U3 信号线接口。
J4：八芯双列插座，U1、U3 控制线及U3、U4 电源接口。
J5：二芯单列插座，二次防护报警按键接口
J6：四芯单列插座，外接送话器接口
J7：四芯单列插座，数据下载接口。
J8：五芯单列插座，编程接口。
注：由于各厂家生产的列调控制盒电路形式不统一，最主要的就是PTT 控发方式与MIC
（或MOD）接口电平的要求各不相同，因此，列尾控制盒的电路结构和元件值必须进行相应
的调整。
三、列尾控制盒的维修
1．维修工具与检测仪器的配备
①维修工具：常用五金和焊接工具，用于控制盒的拆装与元件的焊接。
②检测仪器：综合测试仪、示波器、数字万用表。
③专用仪器：列尾控制盒检测仪、ZTF 列尾数据下载盒、ZTF 专用编程器。
2．维修的基本方法与注意事项
⑴故障类型
列尾控制盒的常见故障分为结构故障与电路故障两大类。
结构故障是指活动部件与连接件失效而引起的故障，如连线断、插头插座松动等。此类故
障出现的机率较大, 维修时使用一般的机械工具即可解决。
电路故障产生的原因主要出自主控板与语音板, 此类故障出现的机率较小,需借助一些检
测仪器，并参照指标进行判断与维修。
⑵判定故障的基本方法
列尾控制盒在出现故障后，可按照下列方法判定故障来源。
①直观：各元器件有无变色、烧焦与断裂，有无脱焊、开路、短路现象，表面温度是否异
常。
②定性: 结合故障现象, 根据电路原理进行分析，初步判定故障来源，避免盲目拆卸而导
致故障范围扩大。例如语音提示异常, 通常是语音板有故障；主控板故障，将会影响数字信令
的收发状态等。
③替换：用相同型号的元器件（或电路板）替换可能有问题的元器件，可迅速准确地确定
故障点。例如可通过与正常工作的控制盒互换主控板和语音板的方法确定故障范围。注意，对
于烧坏的元件，在替换之前必须先查明引起故障的原因。
④测量：用万用表测量可能是故障点的电压、电流以及元件值（注意，元件值只能在不带
电的开路电路中测量才准确）；用示波器观察测试点，如晶振和信号输出输入端的波形和频率
特性；用综合测试仪测量频偏等。
⑤概率: 依据元器件故障概率查找故障点。电解电容故障概率最高，其他依次是瓷介电容、
晶体管、接插件、模拟集成电路和数字集成电路等。
⑶注意事项
①焊接切勿造成虚焊和短路，必要时配合吸锡装置，避免损坏印制板的金属箔层。
②更换集成电路前，要做防静电处理。为增强抗震性能, 对带插座的芯片两端应点上热熔胶固定。
③维修后要检查是否有导线、焊锡、螺钉等杂物留在控制盒内，同时按规定指标重新进行
性能测试，合格后方可投入使用。
④列尾控制盒受机车环境条件的影响，出现故障的现象不尽相同。在工作环境比较恶劣的
场合，应加强定期的检修与维护工作。
3．常见故障分析及解决方法
⑴开机不报机车号或语音混乱、不清晰。

⑵开机后报“记录故障”。
检查U6 本身以及与U1 的连接是否正常。
⑶开机后报机车号正常，但LED 显示错误（如乱码或缺位）。
①检查显示驱动管T1-T4 是否损坏。
②检查LED 显示器是否损坏。
③检查显示控制芯片U2 各脚电压是否正常。
⑷开机后报机车号正常，按键后有提示音，但无编码信号发出。
①检查J1 插座3 脚（MIC）及连线。
②检查U8 晶振及U8 各引脚电压是否正常。
③检查T5 是否损坏。
⑸按键后有编码信号发出，但控制盒检测仪无回示。
信令频偏过小，即进入列调电台MIC 端的FFSK 信号幅度过小,可调节W3 直至发射频偏
大于3KHz。
⑹按键后有编码信号发出，控制盒检测仪有回示，但控制盒无相应语音提示。
①检查J1 插座2 脚（AF）及连线。
②进入U8 进行解调的AF 信号的幅度过小，可调节W4 直至语音提示正常。
注:经过W4 分压后，AF 信号幅度应在70mV-700mV 之间。
⑺开机后常发射。
①检查J1 插座4 脚（PTT）及连线。
②检查T5 是否损坏。
③检查U1 晶振以及U1 各引脚电压是否正常。
下表是U1、U2、U3、U4、U8 一些重要管脚的静态和发码时的正常电压范围，使用数字
万用表20V 档测量，供维修人员参考。
注：
①表中电压单位V。
②“H”表示高电平（>4.8V），“L”表示低电平（<0.1V）。
③Vdd 典型值为5V，Gnd 为0V。
④“—”表示与静态时电压相同。
主芯片U1：

显示控制芯片U2：

语音芯片U3：

功放芯片U4

调制解调器U8：