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    TBH—522型發(fā)射機調(diào)諧系統(tǒng)控制電路的改造與設計

    2016-12-31 00:00:00李斌
    科技創(chuàng)新與應用 2016年22期

    摘 要: 文章介紹了TBH522型短波發(fā)射機自動調(diào)諧系統(tǒng)中對控制電路的改造設計,同時對各控制電路的特點及技術優(yōu)勢做具體分析說明。

    關鍵詞:發(fā)射機;自動調(diào)諧系統(tǒng);總線驅(qū)動;模擬量;高頻信號

    引言

    TBH522型發(fā)射機現(xiàn)使用調(diào)諧系統(tǒng)是2008年的產(chǎn)品。由于受當時技術水平的限制,原系統(tǒng)集成度不高,器件易損且采購困難,加之原系統(tǒng)與新生產(chǎn)的硬件設備已不能完全兼容。因此,通過對調(diào)諧系統(tǒng)中控制電路的改造升級,有利于發(fā)射機的穩(wěn)定運行。

    1 原調(diào)諧系統(tǒng)存在問題

    (1)原系統(tǒng)使用PC104嵌入式主板,該主板在實際使用中有諸多問題:

    兼容性差:原系統(tǒng)選用的主板,已經(jīng)停產(chǎn),當出現(xiàn)主板故障必須更換時,選購安裝關系相同的主板非常困難。加之新生產(chǎn)的主板與原系統(tǒng)很難兼容。

    處理能力不足:PC104受其緊湊式定位的功能限制,不能像工控主板那樣通過散熱裝置進行散熱,因此在CPU的選擇上,會傾向于處理能力相對較弱,但功耗較低的設備。

    (2)集成度不夠高,原自動調(diào)諧系統(tǒng)的內(nèi)部結構復雜,分上下兩層,檢修維護很不便利。

    (3)原系統(tǒng)的PM511P多功能數(shù)據(jù)采集板的插座信號引腳存在設計缺陷,維修過程中,經(jīng)常會因為插拔板件,導致插針損壞,影響系統(tǒng)穩(wěn)定。

    2 新調(diào)諧系統(tǒng)的優(yōu)點

    (1)與現(xiàn)有的自動調(diào)諧套箱輸入和輸出接口一致,相互兼容,低限點和行程相同,可互為備份。

    (2)自動調(diào)諧套箱基于Linux系統(tǒng)開發(fā),相對windows更加穩(wěn)定。

    (3)自動調(diào)諧套箱可實現(xiàn)單獨運作,一旦其本身有故障,不影響本機播音。

    (4)自動調(diào)諧套箱豐富了單路復位,數(shù)據(jù)保存等功能。

    (5)8路預置位置,到位信息指示明確。

    (6)新增檢修狀態(tài)下,單路位置觸控式調(diào)整。

    3 新調(diào)諧系統(tǒng)的控制電路

    3.1 改造后的特點

    (1)新的嵌入式主板6410以AM-11為核心,在滿足低功耗的同時,提供更高的運算能力。

    (2)新系統(tǒng)擯棄了windows系統(tǒng),選擇了在性能和兼容性上更為優(yōu)越的Linix操作系統(tǒng),充分發(fā)揮了6410主板的處理能力。

    (3)電路及結構簡化。新的主板搭配可以免驅(qū)動各種硬件的linix操作系統(tǒng),實現(xiàn)了與各控制電路的直接連接。同時,在調(diào)諧系統(tǒng)內(nèi),取消了511P擴展板,僅用一塊控制板,緊緊地嵌入一個系統(tǒng)主板。

    3.2 嵌入式控制主板的選擇

    為了縮短開發(fā)周期,選用了一款基于ARM11-S3C6410的開發(fā)板及其VGA模塊。ARM11-6410開發(fā)板的特點是采用了核心板和底板的結構,核心板為六層板的設計。在系統(tǒng)的開發(fā)中,我們使用核心板加底板進行開發(fā),縮短開發(fā)周期,減少成本。

    3.3 總線驅(qū)動電路

    6410嵌入式主板總線的16根數(shù)據(jù)線經(jīng)過74LS245,雙向驅(qū)動后與總合控制板上的所有接口電路連接。再通過地址線的譯碼電路的選擇和讀/寫信號的控制,對相關接口電路進行讀寫操作。

    3.4 FPGA邏輯控制電路

    FPGA在本系統(tǒng)中的主要作用是發(fā)出控制信號。FPGA的電平標準不滿足現(xiàn)場的要求,在其外部要用光耦電路進行電平轉(zhuǎn)換。

    本系統(tǒng)的FPGA中編寫了用于自動調(diào)諧的控制邏輯,包括控制邏輯包括了所有與自動調(diào)諧控制有關的邏輯電路。

    3.5 鍵盤輸入電路

    鍵盤輸入電路,將2片74LS245芯片的“T/R”引腳接地,雙向的芯片就成為單向的輸入芯片了。16個小鍵盤的數(shù)據(jù)通過DB插座連接到IN0~IN15的引腳上,由系統(tǒng)總線讀入到DATA0~DATA15數(shù)據(jù)線上進入系統(tǒng)。

    3.6 模擬量采集電路

    控制板的模/數(shù)轉(zhuǎn)換電路部分,是AD7864-四個通道同步采樣高速12位模數(shù)轉(zhuǎn)換器。

    具有以下特性:(1)高速(1.65μs)12Bit,ADC數(shù)據(jù)采集;(2)四路同步采樣輸入;(3)四路采樣保持放大器;(4)0.35μs采樣時間;(5)1.65μs轉(zhuǎn)換時間;(6)通道轉(zhuǎn)換順序可由硬件或軟件選擇;(7)單電源供電;(8)輸入范圍選擇;(9)AD7864-1 ±10V ±5V;(10)高速并行接口可以和3V處理器接口;(11)低功耗典型值為90mW;(12)省電模式典型值為5uA;(13)模擬輸入端過電壓保護。

    利用A/D部分進行前級鑒相器、末級鑒相器、末級鑒阻器和末級簾柵流的采集。

    通道1作為前級鑒相器數(shù)據(jù)采集。

    通道2作為末級鑒相器數(shù)據(jù)采集。

    通道3作為末級鑒阻器數(shù)據(jù)采集。

    通道4作為末級簾柵流的采集。

    3.7 模擬量輸出電路

    控制板的數(shù)/模部分是采用MAX520/MAX521四組/八組,二線串行8位DAC電路。

    具有以下特點:(1)單一的+5V電源;(2)簡單2線串行接口;(3)I2C兼容;(4)軌到軌的輸出擺動:沒有緩沖輸出;MAX521有緩沖輸出;(5)1%-準確的削減輸出電阻(MAX520A);(6)超低4μA電源電流;(7)個人DACs有單獨的參考輸入;(8)開機復位清除所有鎖定;(9)4μA省電模式。

    4 結束語

    改進后的電路設計對調(diào)諧系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性和維護條件都有了很大提升,同時新的硬件選用和電路設計,為今后實現(xiàn)遠程交互、數(shù)據(jù)分析等功能提供了很好的擴展空間。

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