TBH—522型發射機調諧系統控制電路的改造與設計

摘 要： 文章介紹了TBH522型短波發射機自動調諧系統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勢做具體分析說明。

關鍵詞：發射機；自動調諧系統；總線驅動；模擬量；高頻信號

引言

TBH522型發射機現使用調諧系統是2008年的產品。由于受當時技術水平的限制，原系統集成度不高，器件易損且采購困難，加之原系統與新生產的硬件設備已不能完全兼容。因此，通過對調諧系統中控制電路的改造升級，有利于發射機的穩定運行。

1 原調諧系統存在問題

（1）原系統使用PC104嵌入式主板，該主板在實際使用中有諸多問題：

兼容性差：原系統選用的主板，已經停產，當出現主板故障必須更換時，選購安裝關系相同的主板非常困難。加之新生產的主板與原系統很難兼容。

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，原自動調諧系統的內部結構復雜，分上下兩層，檢修維護很不便利。

（3）原系統的PM511P多功能數據采集板的插座信號引腳存在設計缺陷，維修過程中，經常會因為插拔板件，導致插針損壞，影響系統穩定。

2 新調諧系統的優點

（1）與現有的自動調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）自動調諧套箱基于Linux系統開發，相對windows更加穩定。

（3）自動調諧套箱可實現單獨運作，一旦其本身有故障，不影響本機播音。

（4）自動調諧套箱豐富了單路復位，數據保存等功能。

（5）8路預置位置，到位信息指示明確。

（6）新增檢修狀態下，單路位置觸控式調整。

3 新調諧系統的控制電路

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）新系統擯棄了windows系統，選擇了在性能和兼容性上更為優越的Linix操作系統，充分發揮了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動各種硬件的linix操作系統，實現了與各控制電路的直接連接。同時，在調諧系統內，取消了511P擴展板，僅用一塊控制板，緊緊地嵌入一個系統主板。

3.2 嵌入式控制主板的選擇

為了縮短開發周期，選用了一款基于ARM11-S3C6410的開發板及其VGA模塊。ARM11-6410開發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。在系統的開發中，我們使用核心板加底板進行開發，縮短開發周期，減少成本。

3.3 總線驅動電路

6410嵌入式主板總線的16根數據線經過74LS245，雙向驅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在本系統中的主要作用是發出控制信號。FPGA的電平標準不滿足現場的要求，在其外部要用光耦電路進行電平轉換。

本系統的FPGA中編寫了用于自動調諧的控制邏輯，包括控制邏輯包括了所有與自動調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個小鍵盤的數據通過DB插座連接到IN0～IN15的引腳上，由系統總線讀入到DATA0～DATA15數據線上進入系統。

3.6 模擬量采集電路

控制板的模/數轉換電路部分，是AD7864-四個通道同步采樣高速12位模數轉換器。

具有以下特性：（1）高速（1.65μs）12Bit，ADC數據采集；（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轉換時間；（6）通道轉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作為前級鑒相器數據采集。

通道2作為末級鑒相器數據采集。

通道3作為末級鑒阻器數據采集。

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/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諧系統運行的穩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，為今后實現遠程交互、數據分析等功能提供了很好的擴展空間。