一种短波发射机嵌入式自动调谐控制系统的制作方法

文档序号:8945460阅读:893来源:国知局
一种短波发射机嵌入式自动调谐控制系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种短波发射机自动调谐控制领域,尤其是涉及一种基于嵌入式系统的发射机自动调谐控制系统。
【背景技术】
[0002]自动调谐技术是指在调谐过程中根据当前指定的工作频率,自动将发射机的高频回路元件调整到与该频率对应的谐振位置。目前市场上使用的自动调谐控制装置大多由工业控制机算机、多功能数据采集板、可编程逻辑控制板等多块板卡构成,存在体积大,成本高,稳定性差,维护困难等不足。随着ARM嵌入式系统在移动便携领域的发展,其体积小,硬件资源丰富、处理能力强,因此作为本产品的核心处理单元,通过系统总线连接并扩展丰富的硬件设备,同时将硬件设备集成到一块主板上,实现系统有效的整合,提高稳定性,降低成本,同时能够提供良好的人机交互界面以及以太网远程监控和数据采集等功能。

【发明内容】

[0003]本发明的目的是针对目前技术的缺陷提供一种基于ARM的嵌入式,提高系统集成度,减少接口、提高硬件使用寿命、方便维护。
[0004]为实现上述目的,本发明采取的技术方案为:所述的基于嵌入式系统的发射机自动调谐控制系统,其特点是,采用S3C6410嵌入式核心板,通过并行系统总线将大规模可编程逻辑电路、模拟量采集电路、数模转换电路、并行输入电路、并行锁存输出电路集成到一块电路主板上,每一个硬件功能模块分配一个系统总线地址,S3C6410嵌入式核心板通过寻址找到相应的功能模块进行控制;
其中大规模可编程逻辑电路采用XC3S400芯片,其中的逻辑控制单元负责从S3C6410核心板接收相关指令和数据完成对短波发射机8路调谐元件步进电机的控制,通过对比光电旋转编码器反馈的步进电机当前位置信息得出误差数据,控制电机装置动作使发射机的8路可调谐元件按照一定程序进行预置和动作,以便在最短的时间内实现自动调谐;
模拟量采集电路采用12位4通道高速双极性AD芯片AD7864,A/D电路直接采集发射机末前级鉴相器、末级鉴相器以及末级鉴阻器的数据,并反馈给S3C6410嵌入式核心板以实现高前级回路电容器、高末级调谐电容Cl、高末级调载电容C3的细调控制。另外,需要根据采集到的发射机末级帘栅流实现对激励器的自动增益控制;
数模转换电路采用八组二线串行DAC芯片MAX521,通过I2C总线与S3C6410核心板连接。S3C6410核心板通过A/D电路采级的末级帘栅流的采样值,使D/A转换电路输出相应的模拟电压控制激励器输出电平的大小,将发射机末级帘栅流控制在+1.2V?+1.5V之间,实现发射机的自动增益控制;
并行输入电路采用双向总线驱动器74Ls245芯片,作为小键盘输入,通过并行总线连接到S3C6410核心板上,系统通过小键盘按键输入实现倒频、预置、切换细调三个模式(自动/手动/半自动)、手动细调电机正反转、手动调整激励电平大小、电机复位及调谐完成后保存8路电机位置更新频率库的功能;
并行锁存输出电路采用74Ls573八路数据锁存器,S3C6410核心板通过74Ls573锁存输出电路向激励器输出控制频率的BCD码,以实现对激励器的遥控功能;
高频放大电路采用AD603可变增益放大器,将激励器输出的O?IV的高频信号放大到
3.5V左右大小的恒定输出信号,送入FPGA电路进行频率的测量;
软件上使用ARM的嵌入式Linux系统下基于QT图形开发平台的用户应用程序,相较以往应用软件更着重于智能化,更易维护,减少了操作人员的工作量。以往软件中前级真空继电器切换频率、平衡转换波段开关频率等常用配置已在代码中写死,或用TXT文档配置,各短波台站的软件版本不同,现软件则在界面的配置项中输入完成,使软件的版本得到统,
在安装本自动调谐控制系统装置时,在检修模式下,通过自动找下限位功能找到发射机各调谐元件电机的下限位置,并记录到下限位库中;
系统包括频道库、频率库、历史库、实时库四个主要数据库,频率库以5kHz为一个频点,保存现场中每个可调元件的参数值对应的短波发射机各调谐元件电机的位置值和末前级鉴相器、末级鉴相器以及末级鉴阻器的模拟量补偿值,并以数据库文件存储在系统中,操作人员可以对数据库进行操作,修改和更新;对于常开的频率,将已调好的状态(此时电机的位置对应为最佳调谐点)存储到频道库中,直接输入频道号就可以调出当前的数据;历史库是将所开频率状态调到最佳调谐点时按“保存”键所保存的数据,每个常用频率下都会保存长期的历史数据,可以将历史库中的某一条数据导入到频率库中,作为当前频率的调谐参数;实时库用于记录当前的电机实际位置,用以下次启动时将8路调谐元件步进电机的实际位置送到逻辑控制单元,并随着系统运行即时的刷新实时库中的电机位置数据;数据库文件存储于SD卡中,可点击界面的“导入”键,将SD卡根目录下的频率库文件加载至当前系统中,点击界面的“导出”键,将当前使用的频率库文件导出在SD卡的根目录下;
在更换短波发射机的调谐元件时,或调谐元件步进电机长时间使用后,都需要使用检修模式下的“复位”操作将8路调谐元件步进电机转动到下限位基准点,用来找到或校正电机的实际位置;
在换频模式下进行短波发射机的整个调谐流程,在本地操作时,输入频率,系统从频率库中调出对应的频率、电平、各路调谐元件电机预置位置等参数,将频率、电平显示到界面上,同时向激励器发送频率实现换频,在完成“初始化”、“换频”进程后,系统进入“预置”进程,8路调谐元件电机转动至预置位置、这时整机无高频输出,当高频信号封锁解除后,进入“细调”进程,鉴相器和鉴阻器开始工作,系统采集到前级鉴相器、末级检相器、末级鉴阻器的误差信号,根据采集到的鉴相器和鉴阻器的值,对1、3、5路进行正反转微调控制,直到鉴相器、鉴阻器输出为O,此时短波发射机已经准确的调谐在谐振点上,进入“调谐完成”进程,系统向电控发送调谐完成信号,同时将功率切换到半功率状态,此时无音频信号送出,系统通过采集到的末级帘栅流的值,调整激励器电平的大小,将末级帘栅流控制在1.2-1.5A之间。激励电平调整完之后,系统将音频允许信号送入保护装置,此时发射机调整到最佳调谐状态,将音频信号加到载波上发射出去;
本地操作时,本系统在细调阶段提供了自动细调、半自动细调、手动细调以及调谐完成后的带载调谐等调谐方式。在系统待命状态,通过按键可以在三种细调式之间进行切换。自动细调下,系统预置完成后,将激励信号封锁解除,根据采集到的模拟量自动进行I次前级细调和3次末级细调,然后自动将功率切换至半功率状态,送出音频允许信号;半自动细调下,系统进入细调后,通过按键来切换1、3、5路的细调的次数和顺序,也可以通过按键将电机停止,在此控制方式下,系统也是通过采集到的模拟量自动控制1、3、5路电机正反转,将模拟量调整为O ;手动细调下,操作人员通过手动控制1、3、5路电机正反转,凭借操作者的经验观察表头,进行前级调谐、末级调谐和调载等操作,直到发射机工作到最佳状态;无论在何种调谐方式,当完成调谐后,功率由调谐功率切换到半功率状态时,对于一些频率,发射机的工作状态有时会发生改变,对于这种情况,系统提供了带载调谐功能,也就是在半功率状态下,将音频信号封锁,可以对1、3、5路进行手动调整;
远程模式时,系统接收控制中心下发至串口的运行指令,按运行图自动倒频,并将现场的状态(8路电机的位置)通过串口上传给控制中心进行检测管理。
【附图说明】
[0005]图1为本发明的嵌入式自动调谐控制系统的内部结构图;
图2为本发明的嵌入式自动调谐控制系统的前面板结构图。
【具体实施方式】
[0006]如图1所示,一种短波发射机嵌入式自动调谐控制系统,主要包括2部分,S3C6410嵌入式核心板及XC3S400主板,其中S3C6410嵌入式核心板为嵌入式系统,接口资源丰富,有4个串口,USB接口,SD卡接口,IXD显示接口,100M标准网口接口,40pin系统总线,30pinGP1接口,SPI串行总线,I2C总线,支持1024*7
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