一種短波發(fā)射機嵌入式自動調(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)射機自動調(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)射機自動調(diào)諧控制系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]自動調(diào)諧技術(shù)是指在調(diào)諧過程中根據(jù)當前指定的工作頻率，自動將發(fā)射機的高頻回路元件調(diào)整到與該頻率對應(yīng)的諧振位置。目前市場上使用的自動調(diào)諧控制裝置大多由工業(yè)控制機算機、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，維護困難等不足。隨著ARM嵌入式系統(tǒng)在移動便攜領(lǐng)域的發(fā)展，其體積小，硬件資源豐富、處理能力強，因此作為本產(chǎn)品的核心處理單元，通過系統(tǒng)總線連接并擴展豐富的硬件設(shè)備，同時將硬件設(shè)備集成到一塊主板上，實現(xiàn)系統(tǒng)有效的整合，提高穩(wěn)定性，降低成本，同時能夠提供良好的人機交互界面以及以太網(wǎng)遠程監(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。
[0004]為實現(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)射機自動調(diào)諧控制系統(tǒng)，其特點是，采用S3C6410嵌入式核心板，通過并行系統(tǒng)總線將大規(guī)模可編程邏輯電路、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，每一個硬件功能模塊分配一個系統(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責從S3C6410核心板接收相關(guān)指令和數(shù)據(jù)完成對短波發(fā)射機8路調(diào)諧元件步進電機的控制，通過對比光電旋轉(zhuǎn)編碼器反饋的步進電機當前位置信息得出誤差數(shù)據(jù)，控制電機裝置動作使發(fā)射機的8路可調(diào)諧元件按照一定程序進行預置和動作，以便在最短的時間內(nèi)實現(xiàn)自動調(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)射機末前級鑒相器、末級鑒相器以及末級鑒阻器的數(shù)據(jù)，并反饋給S3C6410嵌入式核心板以實現(xiàn)高前級回路電容器、高末級調(diào)諧電容Cl、高末級調(diào)載電容C3的細調(diào)控制。另外，需要根據(jù)采集到的發(fā)射機末級簾柵流實現(xiàn)對激勵器的自動增益控制；
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電路采級的末級簾柵流的采樣值，使D/A轉(zhuǎn)換電路輸出相應(yīng)的模擬電壓控制激勵器輸出電平的大小，將發(fā)射機末級簾柵流控制在+1.2V?+1.5V之間，實現(xiàn)發(fā)射機的自動增益控制；
并行輸入電路采用雙向總線驅(qū)動器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現(xiàn)倒頻、預置、切換細調(diào)三個模式(自動/手動/半自動)、手動細調(diào)電機正反轉(zhuǎn)、手動調(diào)整激勵電平大小、電機復位及調(diào)諧完成后保存8路電機位置更新頻率庫的功能；
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器輸出控制頻率的BCD碼，以實現(xiàn)對激勵器的遙控功能；
高頻放大電路采用AD603可變增益放大器，將激勵器輸出的O?IV的高頻信號放大到
3.5V左右大小的恒定輸出信號，送入FPGA電路進行頻率的測量；
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，減少了操作人員的工作量。以往軟件中前級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，各短波臺站的軟件版本不同，現(xiàn)軟件則在界面的配置項中輸入完成，使軟件的版本得到統(tǒng)，
在安裝本自動調(diào)諧控制系統(tǒng)裝置時，在檢修模式下，通過自動找下限位功能找到發(fā)射機各調(diào)諧元件電機的下限位置，并記錄到下限位庫中；
系統(tǒng)包括頻道庫、頻率庫、歷史庫、實時庫四個主要數(shù)據(jù)庫，頻率庫以5kHz為一個頻點，保存現(xiàn)場中每個可調(diào)元件的參數(shù)值對應(yīng)的短波發(fā)射機各調(diào)諧元件電機的位置值和末前級鑒相器、末級鑒相器以及末級鑒阻器的模擬量補償值，并以數(shù)據(jù)庫文件存儲在系統(tǒng)中，操作人員可以對數(shù)據(jù)庫進行操作，修改和更新；對于常開的頻率，將已調(diào)好的狀態(tài)(此時電機的位置對應(yīng)為最佳調(diào)諧點)存儲到頻道庫中，直接輸入頻道號就可以調(diào)出當前的數(shù)據(jù)；歷史庫是將所開頻率狀態(tài)調(diào)到最佳調(diào)諧點時按“保存”鍵所保存的數(shù)據(jù)，每個常用頻率下都會保存長期的歷史數(shù)據(jù)，可以將歷史庫中的某一條數(shù)據(jù)導入到頻率庫中，作為當前頻率的調(diào)諧參數(shù)；實時庫用于記錄當前的電機實際位置，用以下次啟動時將8路調(diào)諧元件步進電機的實際位置送到邏輯控制單元，并隨著系統(tǒng)運行即時的刷新實時庫中的電機位置數(shù)據(jù)；數(shù)據(jù)庫文件存儲于SD卡中，可點擊界面的“導入”鍵，將SD卡根目錄下的頻率庫文件加載至當前系統(tǒng)中，點擊界面的“導出”鍵，將當前使用的頻率庫文件導出在SD卡的根目錄下；
在更換短波發(fā)射機的調(diào)諧元件時，或調(diào)諧元件步進電機長時間使用后，都需要使用檢修模式下的“復位”操作將8路調(diào)諧元件步進電機轉(zhuǎn)動到下限位基準點，用來找到或校正電機的實際位置；
在換頻模式下進行短波發(fā)射機的整個調(diào)諧流程，在本地操作時，輸入頻率，系統(tǒng)從頻率庫中調(diào)出對應(yīng)的頻率、電平、各路調(diào)諧元件電機預置位置等參數(shù)，將頻率、電平顯示到界面上，同時向激勵器發(fā)送頻率實現(xiàn)換頻，在完成“初始化”、“換頻”進程后，系統(tǒng)進入“預置”進程，8路調(diào)諧元件電機轉(zhuǎn)動至預置位置、這時整機無高頻輸出，當高頻信號封鎖解除后，進入“細調(diào)”進程，鑒相器和鑒阻器開始工作，系統(tǒng)采集到前級鑒相器、末級檢相器、末級鑒阻器的誤差信號，根據(jù)采集到的鑒相器和鑒阻器的值，對1、3、5路進行正反轉(zhuǎn)微調(diào)控制，直到鑒相器、鑒阻器輸出為O，此時短波發(fā)射機已經(jīng)準確的調(diào)諧在諧振點上，進入“調(diào)諧完成”進程，系統(tǒng)向電控發(fā)送調(diào)諧完成信號，同時將功率切換到半功率狀態(tài)，此時無音頻信號送出，系統(tǒng)通過采集到的末級簾柵流的值，調(diào)整激勵器電平的大小，將末級簾柵流控制在1.2-1.5A之間。激勵電平調(diào)整完之后，系統(tǒng)將音頻允許信號送入保護裝置，此時發(fā)射機調(diào)整到最佳調(diào)諧狀態(tài)，將音頻信號加到載波上發(fā)射出去；
本地操作時，本系統(tǒng)在細調(diào)階段提供了自動細調(diào)、半自動細調(diào)、手動細調(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調(diào)式之間進行切換。自動細調(diào)下，系統(tǒng)預置完成后，將激勵信號封鎖解除，根據(jù)采集到的模擬量自動進行I次前級細調(diào)和3次末級細調(diào)，然后自動將功率切換至半功率狀態(tài)，送出音頻允許信號；半自動細調(diào)下，系統(tǒng)進入細調(diào)后，通過按鍵來切換1、3、5路的細調(diào)的次數(shù)和順序，也可以通過按鍵將電機停止，在此控制方式下，系統(tǒng)也是通過采集到的模擬量自動控制1、3、5路電機正反轉(zhuǎn)，將模擬量調(diào)整為O ;手動細調(diào)下，操作人員通過手動控制1、3、5路電機正反轉(zhuǎn)，憑借操作者的經(jīng)驗觀察表頭，進行前級調(diào)諧、末級調(diào)諧和調(diào)載等操作，直到發(fā)射機工作到最佳狀態(tài)；無論在何種調(diào)諧方式，當完成調(diào)諧后，功率由調(diào)諧功率切換到半功率狀態(tài)時，對于一些頻率，發(fā)射機的工作狀態(tài)有時會發(fā)生改變，對于這種情況，系統(tǒng)提供了帶載調(diào)諧功能，也就是在半功率狀態(tài)下，將音頻信號封鎖，可以對1、3、5路進行手動調(diào)整；
遠程模式時，系統(tǒng)接收控制中心下發(fā)至串口的運行指令，按運行圖自動倒頻，并將現(xiàn)場的狀態(tài)(8路電機的位置)通過串口上傳給控制中心進行檢測管理。
【附圖說明】
[0005]圖1為本發(fā)明的嵌入式自動調(diào)諧控制系統(tǒng)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖；
圖2為本發(fā)明的嵌入式自動調(diào)諧控制系統(tǒng)的前面板結(jié)構(gòu)圖。
【具體實施方式】
[0006]如圖1所示，一種短波發(fā)射機嵌入式自動調(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個串口，USB接口，SD卡接口，IXD顯示接口，100M標準網(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