掃頻接收機中數(shù)字掃描控制器設(shè)計
加入技術(shù)交流群
隨著現(xiàn)代通信業(yè)的不斷發(fā)展，要求信號的頻率測量范圍也越來越寬，部分領(lǐng)域已達到110GHz。利用超外差法通過變頻形式把信號變頻到較低的中頻上，以相對較低的成本實現(xiàn)llOGHz的頻率測量范圍，使得超外差式掃頻接收機得到了廣泛的應用。在超外差式掃頻接收機中，掃描控制器的作用是控制協(xié)調(diào)各硬件單元，使得接收機內(nèi)各部分同步于快速變化的掃描本振。掃描控制器的控制精度越高、控制速度越快，接收機的掃頻準確度也就越高。目前，市場上有相當多的超外差式掃頻接收機采用模擬的掃描控制方式，利用掃描斜波電壓同步各掃描硬件單元，這種控制方式精度差，并且要求主控CPU實時干預掃描過程，使得接收機的掃描速度很慢。針對這些問題，本文提供了一種數(shù)字掃描控制器設(shè)計新方法。采用該方法，我單位在2005年成功開發(fā)了一種新型微波毫米波接收機，其掃描控制精度、掃描速度等指標較以前的接收機產(chǎn)品有了很大的提高。
1 掃描控制變量
超外差式掃頻接收機在掃描過程中一般需要控制的變量有：YIG振蕩器頻率(或VCO頻率)、YIG濾波器中心頻率(或帶通濾波器頻率)、與測試頻率相關(guān)的功率補償數(shù)據(jù)(如平坦度補償數(shù)據(jù))等。
理想的YIG器件調(diào)諧曲線是一條直線(調(diào)諧曲線是根據(jù)諧振頻率變化與線包電流變化繪制的曲線)，但是，由于受磁性材料磁特性的影響，實際的調(diào)諧曲線是非線性的。與此類似，由于接收機內(nèi)各部件(如混頻器、濾波器等)幅度一頻率響應曲線是非線性的，造成整機幅頻曲線也是非線性的。
在工程上，通常采用多段直線逼近的方法對上述曲線進行線性化處理，就是將各控制量曲線進行分段，在段內(nèi)認為控制量曲線是一條直線。只要各線段分段點位置選取合適，可以保證整機指標滿足設(shè)計要求。
通過計算各段控制量的起始值、步進值與步進個數(shù)(終止值減去起始值再除以步進量)就可以表征本段的控制量曲線。超外差式掃頻接收機包含多種控制變量，因此對每種控制變量都需要計算其控制量的起始值、步進值與步進個數(shù)。又由于各控制量曲線不盡相同，所用逼近曲線的直線段數(shù)目也就不盡相同。劃分的線段越多，逼近效果越好，控制精度也就越高。因此，在進行掃描控制之前，計算機主控的程序應該首先確定各控制量的分段數(shù)目和各段內(nèi)的起始值、步進值、步進個數(shù)，這也就是送給掃描控制器的輸入?yún)?shù)。另外，為了提高控制速度，避免在掃描過程中CPU干預掃描進程，在各控制量換段時要求設(shè)計的掃描控制器能夠根據(jù)控制進度主動地讀取下一段的換段信息。下面，我們詳細介紹一下數(shù)字掃描控制器內(nèi)各單元的組成及實現(xiàn)。
2 組成框圖及控制時序
如圖1所示，掃描控制器包括：地址譯碼／數(shù)據(jù)緩存單元、RAM存儲單元、運算單元、觸發(fā)單元、中斷處理單元、步進脈沖發(fā)生單元和D／A輸出單元。
評論