1．前言

　　短波發(fā)射主要用于各廣播電臺之間,，各核潛艇之間的相互通信。發(fā)射機主要由電控邏輯裝置,、過荷保護裝置,、頻率預(yù)置和自動調(diào)諧裝置等組成。為了保證發(fā)射機能工作在所需的頻率值,，必須對高頻回路進行精密調(diào)諧,；原來的調(diào)諧控制單元是由大量電位器、繼電器構(gòu)成,，采用繼電器邏輯控制方式,，用繼電器的接點組合成邏輯功能，硬件電路多而復(fù)雜，可靠性低,。

　　本設(shè)計采用現(xiàn)場可編程門陣列來完成電子系統(tǒng)集成化,，以使整個系統(tǒng)達(dá)到高可靠性、高集成度,、優(yōu)品質(zhì),、低成本、微功耗,、小體積的目的,，以便實現(xiàn)對電臺的遠(yuǎn)程監(jiān)控和管理。  

　　2,。系統(tǒng)設(shè)計

　　一般短波發(fā)射機具有“手動”,、“預(yù)置”、“半自動”,、“自動”四種調(diào)諧方式,，本論文主要討論自動調(diào)諧方式的設(shè)計。

　　2．1系統(tǒng)的組成及工作原理

　　自動調(diào)諧是指在調(diào)諧過程中根據(jù)當(dāng)前發(fā)射機的工作頻率,，精確地將各個調(diào)諧元件調(diào)到與該頻率相對應(yīng)的過程,。 

　　整個系統(tǒng)有粗調(diào)、細(xì)調(diào)兩部分構(gòu)成, 調(diào)諧元件均為電感線圈和真空可變電容等,，改變其機械轉(zhuǎn)動圈數(shù)即可改變其電氣參量,。通過電機帶動被調(diào)元件轉(zhuǎn)動，即可實現(xiàn)被調(diào)元件的電氣參量相應(yīng)改變,。而被調(diào)元件的位置信息是通過與該元件機械聯(lián)動的跟蹤電位器的中心抽頭電壓體現(xiàn)的,。在EEPROM中存儲有發(fā)射機在不同工作頻率下多路調(diào)諧元件所對應(yīng)的最佳位置信息。調(diào)諧過程為：從EPROM中取出該頻率所對應(yīng)的每一個調(diào)諧元件位置信息送給FPGA;FPGA同時從A/D轉(zhuǎn)換器中讀回各調(diào)諧元件當(dāng)前所處的位置信息,，將二者位置信息進行比較,，由FPGA的判斷邏輯按其差值的大小和極性來控制步進電機的轉(zhuǎn)速和方向，直至二者的差值為零,，即達(dá)到所調(diào)頻率的位置,。這種自動調(diào)諧方式只是粗調(diào)，對于精確定位的,，還需要進行細(xì)調(diào)，細(xì)調(diào)誤差信號由鑒相器和鑒阻器給出,。

　　系統(tǒng)中除A/D (MAX127八路12位轉(zhuǎn)換器)外,，其他所有的功能都集于FPGA中。

　　2．2 控制單元

　　在本設(shè)計中調(diào)節(jié)的執(zhí)行機構(gòu)選擇的是步進電機,，步進電機的角位移量與輸入脈沖嚴(yán)格成正比關(guān)系,，具有良好的開環(huán)跟隨性，沒有累計誤差，定位精度高,、動態(tài)響應(yīng),、反向快，而且通過驅(qū)動器的細(xì)分,，其性能可以大幅提高,。

　　自動調(diào)諧主控單元所采用的FPGA是FLEX10K，其擁有獨特的邏輯實現(xiàn)結(jié)構(gòu)—嵌入式陣列和邏輯陣列,，每個嵌入式陣列由EABs組成,，這些EABs可以非常靈活地實現(xiàn)ROMs、同步和異步FIFOs,、雙口RAM等,，并可實現(xiàn)在線重配置。本系統(tǒng)采用自頂向下的設(shè)計方法,，由多個具有特殊功能的邏輯宏單元構(gòu)成,。 

　　主要模塊如下：

　　(1)時鐘脈沖發(fā)生器宏單元：對于輸入為16MHZ的標(biāo)準(zhǔn)工作頻率，通過計數(shù)方式使其16,、10分頻等,，直至產(chǎn)生0.5HZ的標(biāo)準(zhǔn)時鐘脈沖輸出。0.5HZ—1MHZ的時鐘輸出以備適用于不同觸發(fā)器的時鐘頻率,。

　　(2)碼制轉(zhuǎn)換宏單元：對A/D采集的數(shù)據(jù)進行轉(zhuǎn)換,、送顯示。

　　(3)工作頻率檢測宏單元：設(shè)計它的目的是為了檢測實際工作頻率是否合乎標(biāo)準(zhǔn),。通過八個計數(shù)器一秒內(nèi)累計的脈沖數(shù)來檢測實際高頻信號的工作頻率,，八個計數(shù)器可檢測最高幾十兆的工作頻率。

　　(4)預(yù)置位置宏單元：預(yù)置位置宏單元輸出調(diào)諧元件的理論位置信息,。此外,，還有地址輸出宏單元、步進電機正/反轉(zhuǎn)宏單元和八路選擇自鎖宏單元等,。

　　以下是步進電機控制宏單元的設(shè)計：由位置預(yù)置值與實際位置值之差來控制電機的正反轉(zhuǎn),；并可以控制電機的轉(zhuǎn)速（步進電機采用細(xì)分控制），如當(dāng)預(yù)置值和實際值最高八位不等時,，控制電機以高檔速度轉(zhuǎn)動,；當(dāng)最高八位相等而D4—D7四位不等時，控制電機以次高檔速度轉(zhuǎn)動,，以此類推根據(jù)不同的比較結(jié)果按不同的速度進行快速的調(diào)整,。其部分VHDL描述語言實現(xiàn)如下：

　　3．結(jié)束語

　　通過FLEX10K及高速A/D實現(xiàn)的自動調(diào)諧系統(tǒng)，可以做到自動運行,、自動紀(jì)錄,、自動開關(guān)機,、自動報警等，提高了工作效率和工作質(zhì)量,，并可以實現(xiàn)對電臺的遠(yuǎn)程監(jiān)控與管理,，達(dá)到對電臺的有效監(jiān)控。