DF100A型100kW短波發射機控制系統的優化設計探討

海維清

【摘要】：本文借助于CPLD行升級改造DF100A型100kW的短波發射機控制系統，充分實現了控制系統的數字化和智能化目標，幫助提升控制邏輯的直觀性和便利性，系統也更加簡潔可靠，維護消耗的力量較小。

【關鍵詞】：短波發射機；控制系統；優化設計

我國生產的DF100A型100kW短波發射機的控制系統中主要為繼電器和交流電器兩種。經過統計可以得知，在發射機中包含了多個交流接觸器、和諧繼電器以及中間繼電器等。以上繼電模式，造成了發射機控制系統變得較為復雜，并且其中存在多個故障點，故障處理較為困難，造成了在安全傳輸和發射中的各種阻礙的存在。對此，解決這一問題需要利用復雜化的邏輯，對核心控制邏輯進行編輯，并且要借助固態繼電器的空間作用，改造發射機的控制系統。

1信號輸入的改進及升級設計

系統中的數字在進行光電隔離后，將這些數字轉化為CPLD，接受數字信號，在發光二極管作用下輸入信號。依據輸入信號差異，制定具有針對性的處理方式，并且可以在信號轉換電路的+24電壓條件下，進行光電隔離器的轉換。

主控合、斷高壓等12個案件信號中，風水門節點和偏天線等都對電路實行了轉換以及隔離，隨后輸送至CPLD中，并進行邏輯處理。針對灌電流自身的特點，需要對輸入電路進行轉換，根據自動化控制板的主要特征，系統在經過12路的自動轉換以及隔離后，將信號輸入值CPLD中，并在其中對信息進行轉換和處理。由于自動化控制板卡的特點，系統實現了對12路自動化控制信號的輸出，實現轉換和處理的目標。在轉動和波段的信號通路中發射馬達都存在灌電流電路，實現了信號的轉換和隔離，并且在隨后的狀態下將信息輸入到CPLD中，并在其中對信息進行分析和處理[1]。

2系統信號處理的優化設計

改造的核心階段就是信號處理階段升級是整個系統升級，主要依靠對CPLD進行改造來實現，借助MAX7000S中的芯片，保證了在5V電壓下的使用非易失性，對系統的編程實現有效支持，重新配置了軟件，在QUARTUSII作用下進行編程。

時鐘信號CPLD將4MHz晶作為時鐘源，實施整形后，輸入到CPLD中，在其內部實行分頻，生成系統化的時鐘頻率。在按鈕的按動中需要對輸入信號實施抖動處理，針對信號的輸入，按鍵雖然只需要按一次，很快就會松開，但是在按下的瞬間，會有異常的噪音出現，這就是以上所說的抖動信號，但是直接采用CPLD處理抖動信號，則極其可能出現更多的操作失誤，對此在輸入前需要對CPLD內部的抖動進行處理。

在習慣性的操作中，需要對按鈕進行連續三次的輸入，時間在30ms左右，若信號持續穩定就按下按鈕進行確認，對相應的操作進行執行，以上過程在實際的運行過程中十分理想，抖動處理電路中的CLK在CPLD中的主要作用是對系統時鐘進行分頻，D-IN主要是控制按鈕在光電隔離中進行信號輸入的關鍵性裝置。

在CPLD的主控制中，需要實施主孔段和加偏壓控制等，CPLD可以在硬件語言的描述中生成部分邏輯電路，對輸入的信號進行分析和處理，并實現對電路的相應控制，下文將對相關的控制和操作進行闡述：

在處理控合以及主斷中，需要控制風機和水泵等設施，并且還對IPA、PA、電子管、燈絲等進行信息控制。主控按鈕在按下CPLD的處理框后，在按下后主控和按鈕將會對主控信號實現鎖存，并在隨后的過程中將主控的指示燈點亮，并實現主控斷的鎖存，實現主控斷信號在輸入中保持零的狀態，如果繼電器在電源相序的檢測中是正常顯示的，則需要保證風機、水泵和冷凝器的正常運轉，為燈絲的加入作準備[2]。

將高壓斷按鈕進行按下，在CPLD作用下將高壓和鎖存器中數據進行清零，保證BBA、IPA等髙末簾柵壓電源的切斷，實現高壓斷信號的鎖存，對高壓端的指示等點亮。此外，CPLD還可以實現調諧控制、升降功率、高低功率和過流保護等，都可以實現相應的操作和處理，最終我按成顯示。關于CPLD的設計過程，需要對仿真軟件進行借用，同時還要將大量的理論和實踐進行結合，切實保證時序的正確以及安全可靠。高壓合、高壓斷等控制仿真中為了更好實現仿真，將高壓一檔、髙末簾柵一檔等的斷開時間，調整為8個時鐘的脈沖，高壓二檔、髙末簾柵二檔的合上時間，更改為對應的一檔電壓，在合上的4個鐘頭后脈沖。[4]

3信號輸出機制的優化設計

13個波段電位器的輸出電壓是DF100A型短波100kW發射機中的波段發射中的決定性因素，在波段的倒換過程中，對不用電位的電壓進行選擇，隨后送到3塊波段馬達板上，固定短路棒波段驅動位置，完成對波段的調整。在控制系統的不斷電位器的控制電路中，U6中的2端R1點電壓第一個不斷電位器中，觸頭能夠幫助電壓進行輸出，在電子開關的通路選擇中，U6的3端RO點電壓主要在輸出電位器的電壓位置，在光電隔離效果下輸送到MAX313F電子開關的控制端中，實現對用波段電位器的選擇和接通，采用波段馬達板實現輸出，并將波段驅動到位，達到波段轉換的目的[3]。

結語

在系統的改進和設計中，為了更加方便故障的檢修，提高故障處理的便利性，在所有與的系統升級和改進中都借助了大量的貼片元件，充分降低了引線電感，縮小了卡板的尺寸和大小，保證了系統和設備安裝的快捷和方便。系統在進行升級和改造后，發射控制系統在大量的試驗中，經過多次的試驗研究和實際應用探討，實現了運行穩定，可靠的目標，系統的運行收到了理想的改造效果，更加有利于系統的傳輸和發射。

【參考文獻】：

[1]羅濱霖，趙仙楓.基于FPGA的DF100A型100kW短波發射機射頻增益控制保障系統的設計與實現[J].廣播電視信息，2015，06：77-79+90.孔德意，李曉巖.基于CPLD的DF100A型100kW短波發射機控制系統的升級改造[J].廣播電視信息，2013，01：70-74.

[2]張軍虎，王明新，田喜霞，羅彤.DF100A型100kW短波發射機水位檢測控制板的研發設計[J].廣播電視信息，2012，07：89-92.

[3]趙勇，于用壽，吳靜.基于FPGA的DF100A型100kW短波發射機水位水溫監測控制系統[J].廣播電視信息，2015，01：73-77.