一種短波發(fā)射機(jī)嵌入式自動(dòng)調(diào)諧控制系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種短波發(fā)射機(jī)自動(dòng)調(diào)諧控制領(lǐng)域，尤其是涉及一種基于嵌入式系統(tǒng)的發(fā)射機(jī)自動(dòng)調(diào)諧控制系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]自動(dòng)調(diào)諧技術(shù)是指在調(diào)諧過程中根據(jù)當(dāng)前指定的工作頻率，自動(dòng)將發(fā)射機(jī)的高頻回路元件調(diào)整到與該頻率對(duì)應(yīng)的諧振位置。目前市場(chǎng)上使用的自動(dòng)調(diào)諧控制裝置大多由工業(yè)控制機(jī)算機(jī)、多功能數(shù)據(jù)采集板、可編程邏輯控制板等多塊板卡構(gòu)成，存在體積大，成本高，穩(wěn)定性差，維護(hù)困難等不足。隨著ARM嵌入式系統(tǒng)在移動(dòng)便攜領(lǐng)域的發(fā)展，其體積小，硬件資源豐富、處理能力強(qiáng)，因此作為本產(chǎn)品的核心處理單元，通過系統(tǒng)總線連接并擴(kuò)展豐富的硬件設(shè)備，同時(shí)將硬件設(shè)備集成到一塊主板上，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)有效的整合，提高穩(wěn)定性，降低成本，同時(shí)能夠提供良好的人機(jī)交互界面以及以太網(wǎng)遠(yuǎn)程監(jiān)控和數(shù)據(jù)采集等功能。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的是針對(duì)目前技術(shù)的缺陷提供一種基于ARM的嵌入式，提高系統(tǒng)集成度，減少接口、提高硬件使用壽命、方便維護(hù)。
[0004]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取的技術(shù)方案為:所述的基于嵌入式系統(tǒng)的發(fā)射機(jī)自動(dòng)調(diào)諧控制系統(tǒng)，其特點(diǎn)是，采用S3C6410嵌入式核心板，通過并行系統(tǒng)總線將大規(guī)?？删幊踢壿嬰娐?、模擬量采集電路、數(shù)模轉(zhuǎn)換電路、并行輸入電路、并行鎖存輸出電路集成到一塊電路主板上，每一個(gè)硬件功能模塊分配一個(gè)系統(tǒng)總線地址，S3C6410嵌入式核心板通過尋址找到相應(yīng)的功能模塊進(jìn)行控制；
其中大規(guī)模可編程邏輯電路采用XC3S400芯片，其中的邏輯控制單元負(fù)責(zé)從S3C6410核心板接收相關(guān)指令和數(shù)據(jù)完成對(duì)短波發(fā)射機(jī)8路調(diào)諧元件步進(jìn)電機(jī)的控制，通過對(duì)比光電旋轉(zhuǎn)編碼器反饋的步進(jìn)電機(jī)當(dāng)前位置信息得出誤差數(shù)據(jù)，控制電機(jī)裝置動(dòng)作使發(fā)射機(jī)的8路可調(diào)諧元件按照一定程序進(jìn)行預(yù)置和動(dòng)作，以便在最短的時(shí)間內(nèi)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)調(diào)諧；
模擬量采集電路采用12位4通道高速雙極性AD芯片AD7864，A/D電路直接采集發(fā)射機(jī)末前級(jí)鑒相器、末級(jí)鑒相器以及末級(jí)鑒阻器的數(shù)據(jù)，并反饋給S3C6410嵌入式核心板以實(shí)現(xiàn)高前級(jí)回路電容器、高末級(jí)調(diào)諧電容Cl、高末級(jí)調(diào)載電容C3的細(xì)調(diào)控制。另外，需要根據(jù)采集到的發(fā)射機(jī)末級(jí)簾柵流實(shí)現(xiàn)對(duì)激勵(lì)器的自動(dòng)增益控制；
數(shù)模轉(zhuǎn)換電路采用八組二線串行DAC芯片MAX521，通過I2C總線與S3C6410核心板連接。S3C6410核心板通過A/D電路采級(jí)的末級(jí)簾柵流的采樣值，使D/A轉(zhuǎn)換電路輸出相應(yīng)的模擬電壓控制激勵(lì)器輸出電平的大小，將發(fā)射機(jī)末級(jí)簾柵流控制在+1.2V?+1.5V之間，實(shí)現(xiàn)發(fā)射機(jī)的自動(dòng)增益控制；
并行輸入電路采用雙向總線驅(qū)動(dòng)器74Ls245芯片，作為小鍵盤輸入，通過并行總線連接到S3C6410核心板上，系統(tǒng)通過小鍵盤按鍵輸入實(shí)現(xiàn)倒頻、預(yù)置、切換細(xì)調(diào)三個(gè)模式(自動(dòng)/手動(dòng)/半自動(dòng))、手動(dòng)細(xì)調(diào)電機(jī)正反轉(zhuǎn)、手動(dòng)調(diào)整激勵(lì)電平大小、電機(jī)復(fù)位及調(diào)諧完成后保存8路電機(jī)位置更新頻率庫(kù)的功能；
并行鎖存輸出電路采用74Ls573八路數(shù)據(jù)鎖存器，S3C6410核心板通過74Ls573鎖存輸出電路向激勵(lì)器輸出控制頻率的BCD碼，以實(shí)現(xiàn)對(duì)激勵(lì)器的遙控功能；
高頻放大電路采用AD603可變?cè)鲆娣糯笃?，將激?lì)器輸出的O?IV的高頻信號(hào)放大到
3.5V左右大小的恒定輸出信號(hào)，送入FPGA電路進(jìn)行頻率的測(cè)量；
軟件上使用ARM的嵌入式Linux系統(tǒng)下基于QT圖形開發(fā)平臺(tái)的用戶應(yīng)用程序，相較以往應(yīng)用軟件更著重于智能化，更易維護(hù)，減少了操作人員的工作量。以往軟件中前級(jí)真空繼電器切換頻率、平衡轉(zhuǎn)換波段開關(guān)頻率等常用配置已在代碼中寫死，或用TXT文檔配置，各短波臺(tái)站的軟件版本不同，現(xiàn)軟件則在界面的配置項(xiàng)中輸入完成，使軟件的版本得到統(tǒng)，
在安裝本自動(dòng)調(diào)諧控制系統(tǒng)裝置時(shí)，在檢修模式下，通過自動(dòng)找下限位功能找到發(fā)射機(jī)各調(diào)諧元件電機(jī)的下限位置，并記錄到下限位庫(kù)中；
系統(tǒng)包括頻道庫(kù)、頻率庫(kù)、歷史庫(kù)、實(shí)時(shí)庫(kù)四個(gè)主要數(shù)據(jù)庫(kù)，頻率庫(kù)以5kHz為一個(gè)頻點(diǎn)，保存現(xiàn)場(chǎng)中每個(gè)可調(diào)元件的參數(shù)值對(duì)應(yīng)的短波發(fā)射機(jī)各調(diào)諧元件電機(jī)的位置值和末前級(jí)鑒相器、末級(jí)鑒相器以及末級(jí)鑒阻器的模擬量補(bǔ)償值，并以數(shù)據(jù)庫(kù)文件存儲(chǔ)在系統(tǒng)中，操作人員可以對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行操作，修改和更新；對(duì)于常開的頻率，將已調(diào)好的狀態(tài)(此時(shí)電機(jī)的位置對(duì)應(yīng)為最佳調(diào)諧點(diǎn))存儲(chǔ)到頻道庫(kù)中，直接輸入頻道號(hào)就可以調(diào)出當(dāng)前的數(shù)據(jù)；歷史庫(kù)是將所開頻率狀態(tài)調(diào)到最佳調(diào)諧點(diǎn)時(shí)按“保存”鍵所保存的數(shù)據(jù)，每個(gè)常用頻率下都會(huì)保存長(zhǎng)期的歷史數(shù)據(jù)，可以將歷史庫(kù)中的某一條數(shù)據(jù)導(dǎo)入到頻率庫(kù)中，作為當(dāng)前頻率的調(diào)諧參數(shù)；實(shí)時(shí)庫(kù)用于記錄當(dāng)前的電機(jī)實(shí)際位置，用以下次啟動(dòng)時(shí)將8路調(diào)諧元件步進(jìn)電機(jī)的實(shí)際位置送到邏輯控制單元，并隨著系統(tǒng)運(yùn)行即時(shí)的刷新實(shí)時(shí)庫(kù)中的電機(jī)位置數(shù)據(jù)；數(shù)據(jù)庫(kù)文件存儲(chǔ)于SD卡中，可點(diǎn)擊界面的“導(dǎo)入”鍵，將SD卡根目錄下的頻率庫(kù)文件加載至當(dāng)前系統(tǒng)中，點(diǎn)擊界面的“導(dǎo)出”鍵，將當(dāng)前使用的頻率庫(kù)文件導(dǎo)出在SD卡的根目錄下；
在更換短波發(fā)射機(jī)的調(diào)諧元件時(shí)，或調(diào)諧元件步進(jìn)電機(jī)長(zhǎng)時(shí)間使用后，都需要使用檢修模式下的“復(fù)位”操作將8路調(diào)諧元件步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)到下限位基準(zhǔn)點(diǎn)，用來找到或校正電機(jī)的實(shí)際位置；
在換頻模式下進(jìn)行短波發(fā)射機(jī)的整個(gè)調(diào)諧流程，在本地操作時(shí)，輸入頻率，系統(tǒng)從頻率庫(kù)中調(diào)出對(duì)應(yīng)的頻率、電平、各路調(diào)諧元件電機(jī)預(yù)置位置等參數(shù)，將頻率、電平顯示到界面上，同時(shí)向激勵(lì)器發(fā)送頻率實(shí)現(xiàn)換頻，在完成“初始化”、“換頻”進(jìn)程后，系統(tǒng)進(jìn)入“預(yù)置”進(jìn)程，8路調(diào)諧元件電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)至預(yù)置位置、這時(shí)整機(jī)無高頻輸出，當(dāng)高頻信號(hào)封鎖解除后，進(jìn)入“細(xì)調(diào)”進(jìn)程，鑒相器和鑒阻器開始工作，系統(tǒng)采集到前級(jí)鑒相器、末級(jí)檢相器、末級(jí)鑒阻器的誤差信號(hào)，根據(jù)采集到的鑒相器和鑒阻器的值，對(duì)1、3、5路進(jìn)行正反轉(zhuǎn)微調(diào)控制，直到鑒相器、鑒阻器輸出為O，此時(shí)短波發(fā)射機(jī)已經(jīng)準(zhǔn)確的調(diào)諧在諧振點(diǎn)上，進(jìn)入“調(diào)諧完成”進(jìn)程，系統(tǒng)向電控發(fā)送調(diào)諧完成信號(hào)，同時(shí)將功率切換到半功率狀態(tài)，此時(shí)無音頻信號(hào)送出，系統(tǒng)通過采集到的末級(jí)簾柵流的值，調(diào)整激勵(lì)器電平的大小，將末級(jí)簾柵流控制在1.2-1.5A之間。激勵(lì)電平調(diào)整完之后，系統(tǒng)將音頻允許信號(hào)送入保護(hù)裝置，此時(shí)發(fā)射機(jī)調(diào)整到最佳調(diào)諧狀態(tài)，將音頻信號(hào)加到載波上發(fā)射出去；
本地操作時(shí)，本系統(tǒng)在細(xì)調(diào)階段提供了自動(dòng)細(xì)調(diào)、半自動(dòng)細(xì)調(diào)、手動(dòng)細(xì)調(diào)以及調(diào)諧完成后的帶載調(diào)諧等調(diào)諧方式。在系統(tǒng)待命狀態(tài)，通過按鍵可以在三種細(xì)調(diào)式之間進(jìn)行切換。自動(dòng)細(xì)調(diào)下，系統(tǒng)預(yù)置完成后，將激勵(lì)信號(hào)封鎖解除，根據(jù)采集到的模擬量自動(dòng)進(jìn)行I次前級(jí)細(xì)調(diào)和3次末級(jí)細(xì)調(diào)，然后自動(dòng)將功率切換至半功率狀態(tài)，送出音頻允許信號(hào)；半自動(dòng)細(xì)調(diào)下，系統(tǒng)進(jìn)入細(xì)調(diào)后，通過按鍵來切換1、3、5路的細(xì)調(diào)的次數(shù)和順序，也可以通過按鍵將電機(jī)停止，在此控制方式下，系統(tǒng)也是通過采集到的模擬量自動(dòng)控制1、3、5路電機(jī)正反轉(zhuǎn)，將模擬量調(diào)整為O ;手動(dòng)細(xì)調(diào)下，操作人員通過手動(dòng)控制1、3、5路電機(jī)正反轉(zhuǎn)，憑借操作者的經(jīng)驗(yàn)觀察表頭，進(jìn)行前級(jí)調(diào)諧、末級(jí)調(diào)諧和調(diào)載等操作，直到發(fā)射機(jī)工作到最佳狀態(tài)；無論在何種調(diào)諧方式，當(dāng)完成調(diào)諧后，功率由調(diào)諧功率切換到半功率狀態(tài)時(shí)，對(duì)于一些頻率，發(fā)射機(jī)的工作狀態(tài)有時(shí)會(huì)發(fā)生改變，對(duì)于這種情況，系統(tǒng)提供了帶載調(diào)諧功能，也就是在半功率狀態(tài)下，將音頻信號(hào)封鎖，可以對(duì)1、3、5路進(jìn)行手動(dòng)調(diào)整；
遠(yuǎn)程模式時(shí)，系統(tǒng)接收控制中心下發(fā)至串口的運(yùn)行指令，按運(yùn)行圖自動(dòng)倒頻，并將現(xiàn)場(chǎng)的狀態(tài)(8路電機(jī)的位置)通過串口上傳給控制中心進(jìn)行檢測(cè)管理。
【附圖說明】
[0005]圖1為本發(fā)明的嵌入式自動(dòng)調(diào)諧控制系統(tǒng)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖；
圖2為本發(fā)明的嵌入式自動(dòng)調(diào)諧控制系統(tǒng)的前面板結(jié)構(gòu)圖。
【具體實(shí)施方式】
[0006]如圖1所示，一種短波發(fā)射機(jī)嵌入式自動(dòng)調(diào)諧控制系統(tǒng)，主要包括2部分，S3C6410嵌入式核心板及XC3S400主板，其中S3C6410嵌入式核心板為嵌入式系統(tǒng)，接口資源豐富，有4個(gè)串口，USB接口，SD卡接口，IXD顯示接口，100M標(biāo)準(zhǔn)網(wǎng)口接口，40pin系統(tǒng)總線，30pinGP1接口，SPI串行總線，I2C總線，支持1024*7