簡析DX—200發射機ADPAL電路

摘 要：文章主要介紹和分析DX-200機AD轉換板的AD轉換器和ADPAL電路PAL22V10的a基本原理，寫出了ADPAL電路的邏輯方程式，并介紹了用GAL22V10代替PAL22V10的操作方法。

關鍵詞：模數轉換器；ADC00305；可編程邏輯器件PLD；PAL22V10；GAL2210

前言

DX-200數字調幅中波廣播發射機的AD轉換板電路是該發射機重要組成部分，其ADPAL邏輯電路是AD轉換板的難點，分析該電路有助于掌握AD轉換板的原理。下面主要就AD轉換器ADC00305芯片和ADPAL芯片PAL22V10的工作原理進行簡要分析。

1 AD轉換器ADC00305

ADC00305芯片是一片專用12位高速模數轉換器。由于該芯片主要用于軍品，本人無法找到該芯片的內部電路和詳細資料，其主要技術參數如下：

（1）分辨率：12位。

（2）線性誤差：1/2LSB。

（3）單通道輸入，輸入電壓0～5V或0～10V。

（4）轉換時間：528nS。

（5）最大功耗：2600耗瓦。

（6）12位二進制輸出。

（7）內部帶采樣/保持器。

該芯片由ICL-DDC公司和AD公司生產，芯片引腳圖如圖1所示。該芯片內置時鐘電路和參考電壓源，采用“閃爍”轉換技術。輸入范圍可通過連接輸入引腳到芯片上指明范圍引腳來選擇。數字輸出在狀態輸出跳變到不忙狀態后更新，并在下次轉換更新前有效。所有數字輸入和輸出與TTL兼容。

ENCO為啟動轉換輸入端，其脈沖上升沿啟動轉換。經過528 nS 后轉換結束，轉換后數據在總線BIT1～BIT12準備好，并在RDY腳輸出一個寬度為140nS低脈沖，用于鎖存轉換器輸出數據。RDY為數據準備端，低電平有效。

2 ADPAL芯片PAL22V10

控制AD轉換器工作電路由一片ADPAL芯片PAL22V10構成。PAL22V10是可編程陣列邏輯芯片，它采用了可編程的“與”陣列和固定輸出的“或”陣列結構，其結構圖如圖2所示。PAL22V10有22個輸入端（包括12個輸入和10個反饋輸入端）和10個輸出端，每個可編程門陣列可對44個輸入任意編程，固定或陣列單元輸入端為8個到16個不等。1腳為時鐘/邏輯兩用輸入端。所以PAL器件可代替組合邏輯電路和時序邏輯電路。PAL是一次性寫入器件，并有熔斷加密功能，使一般編程器無法讀出其熔絲圖。

3 AD轉換板的基本原理

圖3為DX-200發射機AD轉換板簡化原理圖，它主要由AD采樣脈沖輸入電路、分頻器、載波檢測、電源故障檢測、模擬輸入緩沖電路、ADPAL電路、AD轉換器、輸出鎖存、輸出緩沖、輸出控制、大臺階同步和輸出檢測等電路組成。

AD采樣脈沖輸入電路將正弦載波信號整形為TTL電平的方波信號。分頻器為可選擇2分頻電路，對上述方波信號進行可選擇2分頻（當載波FC>820KHz時，跳線設置采樣頻率FCLK=1/2FC，以保證ADC00305的轉換速率要求）。載波檢測電路用于載波取樣，當載波正常時，Q6導通，由于放電時間常數遠小于充電常數，故正常輸出為低電平（CARDET=0）；否則，無載波時輸出為高電平（CARDET=1）。電源故障檢測電路用于檢測+15V、+5V、-15V和-5V電源是否均正常；正常時，SUPERR=1；當任何一路電源故障時，SUPERR=0。ADPAL電路電源和電源故障檢測部分電路電源由+5VB電源提供。

圖3為ADPAL引腳定義圖。其定義如下：

（1）CLK：采樣時鐘輸入和邏輯輸入。

（2）RDY：DATA READY（數據準備）信號。

（3）LDOPUT：LOAD OUTPUT（數據鎖存輸出）信號。

（4）SUPERR：SUPPLY ERROR（電源故障）信號輸入。

（5）COVERR2：轉換錯誤輸入。

（6）CARDET：載波檢測信號輸入。

（7）ENCO：START ENCODE（開始編碼）信號輸出。

（8）DSTB：數據鎖存脈沖輸出，其輸出反相為DATA STROBE 信號。

（9）RFMUT：為射頻封鎖輸出，輸出反相為RF MUTE信號。

（10）COVERR1：轉換誤差輸出，其輸出反相為CONVERSION ERROR-L 信號。

輸出邏輯方程如下：

ENCO=CLK*SUPPERR；

DSTB=/LDOPUT*/COVERR1* DSTB

+/O23*/O22/*/3*/19；

RFMUT=CARDET+O20；

O17=CLK*O17+CLK*/RDY；

O18=RDY*O18+CLK*/O17；

CONVERR1=CARDET+O21；

O20=CARDET+/SUPPERR

+O23+O22+O18；

O21=CARDET+/COVERR2*COVERR1

+O23+O22+O18；

O22=/O23*O22+O18；

O23=O22*/O18；

4 用GAL22V10代換PAL22V10

通用邏輯陣列GAL（Generic Array Logic）是美國晶格（LATTICE）半導體公司在總結多種PLD經驗的基礎上于1985年研制成功的。它是最新一代PLD，具有在一秒時間內完成芯片的電擦/寫和加密功能，并且可重復地對每個輸出宏單元隨時進行任意修改其規定的組態和功能。它徹底排除了PAL一次編程終身給用戶使用的靈活性帶來的極大限制，以及對不同功能邏輯電路需要不同PAL型號的缺點。

目前市場上銷售的GAL器件可分為兩大類，第一類是陣列結構和PAL完全兼容，即“與”陣列可編程，“或”陣列固定，并且又增加了獨特的“輸出邏輯宏單元”結構，此類芯片是GAL16V8、GAL16Z8、GAL20V8和GAL22V10。第二類是“與”陣列和“或”陣列均可編程。

使用可編程器件應用軟件有ABEL、CUPL、PALASM2和FM等。我曾經使用過DOS操作系統下的ABEL和CUPL軟件對GAL器件進行編程，均可以通過，但使用不方便。目前PROTEL98和PROTEL99版EDA軟件均支持PLD器件編程。使用CUPL語言。它具有編程界面豐富、支持器件多和編譯方便的特點，是一個很好的WINDOWS操作系統下PLD編程語言。

下面介紹用GAL22V10代替PAL22V10芯片的方法。首先用PROTEL98或PROTEL99中的PLD軟件輸入按照CUPL語言格式輸入引腳定義和邏輯方程等，使用編譯命令產生*.JED熔絲文件；然后使用寫入器把*.JED熔絲文件寫入GAL22V10芯片中，目前市場上EPROM寫入器大都支持GAL器件的編程寫入功能。

5 結束語

DX-200發射機使用了很多PAL22V10芯片，通過維護、實踐和仔細認真分析，如果我們很好地掌握了各板電路原理，編寫出每塊PAL2210芯片的邏輯方程，就可以用GAL22V10代換。這將為我局廣播安全播出工作提供了可靠的保障。

參考文獻

[1]朱世鴻.可編程邏輯器件PLD實用設計技術[M].電子工業出版社，1994.

[2]TECHNICAL MANUAL POWER BLOCK DX200PBW[J].HARRIS CORPORATION，1995.

[3]趙保經，羅振侯，范敏，等.A/D和D/A轉換器應用手冊[M].上海科學普及出版社，1995.

作者簡介：江燕，國家廣電總局561臺工程師。