DF100A型100kW短波發(fā)射機(jī)控制系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)探討

海維清

【摘要】：本文借助于CPLD行升級(jí)改造DF100A型100kW的短波發(fā)射機(jī)控制系統(tǒng)，充分實(shí)現(xiàn)了控制系統(tǒng)的數(shù)字化和智能化目標(biāo)，幫助提升控制邏輯的直觀性和便利性，系統(tǒng)也更加簡(jiǎn)潔可靠，維護(hù)消耗的力量較小。

【關(guān)鍵詞】：短波發(fā)射機(jī)；控制系統(tǒng)；優(yōu)化設(shè)計(jì)

我國(guó)生產(chǎn)的DF100A型100kW短波發(fā)射機(jī)的控制系統(tǒng)中主要為繼電器和交流電器兩種。經(jīng)過統(tǒng)計(jì)可以得知，在發(fā)射機(jī)中包含了多個(gè)交流接觸器、和諧繼電器以及中間繼電器等。以上繼電模式，造成了發(fā)射機(jī)控制系統(tǒng)變得較為復(fù)雜，并且其中存在多個(gè)故障點(diǎn)，故障處理較為困難，造成了在安全傳輸和發(fā)射中的各種阻礙的存在。對(duì)此，解決這一問題需要利用復(fù)雜化的邏輯，對(duì)核心控制邏輯進(jìn)行編輯，并且要借助固態(tài)繼電器的空間作用，改造發(fā)射機(jī)的控制系統(tǒng)。

1信號(hào)輸入的改進(jìn)及升級(jí)設(shè)計(jì)

系統(tǒng)中的數(shù)字在進(jìn)行光電隔離后，將這些數(shù)字轉(zhuǎn)化為CPLD，接受數(shù)字信號(hào)，在發(fā)光二極管作用下輸入信號(hào)。依據(jù)輸入信號(hào)差異，制定具有針對(duì)性的處理方式，并且可以在信號(hào)轉(zhuǎn)換電路的+24電壓條件下，進(jìn)行光電隔離器的轉(zhuǎn)換。

主控合、斷高壓等12個(gè)案件信號(hào)中，風(fēng)水門節(jié)點(diǎn)和偏天線等都對(duì)電路實(shí)行了轉(zhuǎn)換以及隔離，隨后輸送至CPLD中，并進(jìn)行邏輯處理。針對(duì)灌電流自身的特點(diǎn)，需要對(duì)輸入電路進(jìn)行轉(zhuǎn)換，根據(jù)自動(dòng)化控制板的主要特征，系統(tǒng)在經(jīng)過12路的自動(dòng)轉(zhuǎn)換以及隔離后，將信號(hào)輸入值CPLD中，并在其中對(duì)信息進(jìn)行轉(zhuǎn)換和處理。由于自動(dòng)化控制板卡的特點(diǎn)，系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了對(duì)12路自動(dòng)化控制信號(hào)的輸出，實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)換和處理的目標(biāo)。在轉(zhuǎn)動(dòng)和波段的信號(hào)通路中發(fā)射馬達(dá)都存在灌電流電路，實(shí)現(xiàn)了信號(hào)的轉(zhuǎn)換和隔離，并且在隨后的狀態(tài)下將信息輸入到CPLD中，并在其中對(duì)信息進(jìn)行分析和處理[1]。

2系統(tǒng)信號(hào)處理的優(yōu)化設(shè)計(jì)

改造的核心階段就是信號(hào)處理階段升級(jí)是整個(gè)系統(tǒng)升級(jí)，主要依靠對(duì)CPLD進(jìn)行改造來實(shí)現(xiàn)，借助MAX7000S中的芯片，保證了在5V電壓下的使用非易失性，對(duì)系統(tǒng)的編程實(shí)現(xiàn)有效支持，重新配置了軟件，在QUARTUSII作用下進(jìn)行編程。

時(shí)鐘信號(hào)CPLD將4MHz晶作為時(shí)鐘源，實(shí)施整形后，輸入到CPLD中，在其內(nèi)部實(shí)行分頻，生成系統(tǒng)化的時(shí)鐘頻率。在按鈕的按動(dòng)中需要對(duì)輸入信號(hào)實(shí)施抖動(dòng)處理，針對(duì)信號(hào)的輸入，按鍵雖然只需要按一次，很快就會(huì)松開，但是在按下的瞬間，會(huì)有異常的噪音出現(xiàn)，這就是以上所說的抖動(dòng)信號(hào)，但是直接采用CPLD處理抖動(dòng)信號(hào)，則極其可能出現(xiàn)更多的操作失誤，對(duì)此在輸入前需要對(duì)CPLD內(nèi)部的抖動(dòng)進(jìn)行處理。

在習(xí)慣性的操作中，需要對(duì)按鈕進(jìn)行連續(xù)三次的輸入，時(shí)間在30ms左右，若信號(hào)持續(xù)穩(wěn)定就按下按鈕進(jìn)行確認(rèn)，對(duì)相應(yīng)的操作進(jìn)行執(zhí)行，以上過程在實(shí)際的運(yùn)行過程中十分理想，抖動(dòng)處理電路中的CLK在CPLD中的主要作用是對(duì)系統(tǒng)時(shí)鐘進(jìn)行分頻，D-IN主要是控制按鈕在光電隔離中進(jìn)行信號(hào)輸入的關(guān)鍵性裝置。

在CPLD的主控制中，需要實(shí)施主孔段和加偏壓控制等，CPLD可以在硬件語言的描述中生成部分邏輯電路，對(duì)輸入的信號(hào)進(jìn)行分析和處理，并實(shí)現(xiàn)對(duì)電路的相應(yīng)控制，下文將對(duì)相關(guān)的控制和操作進(jìn)行闡述：

在處理控合以及主斷中，需要控制風(fēng)機(jī)和水泵等設(shè)施，并且還對(duì)IPA、PA、電子管、燈絲等進(jìn)行信息控制。主控按鈕在按下CPLD的處理框后，在按下后主控和按鈕將會(huì)對(duì)主控信號(hào)實(shí)現(xiàn)鎖存，并在隨后的過程中將主控的指示燈點(diǎn)亮，并實(shí)現(xiàn)主控?cái)嗟逆i存，實(shí)現(xiàn)主控?cái)嘈盘?hào)在輸入中保持零的狀態(tài)，如果繼電器在電源相序的檢測(cè)中是正常顯示的，則需要保證風(fēng)機(jī)、水泵和冷凝器的正常運(yùn)轉(zhuǎn)，為燈絲的加入作準(zhǔn)備[2]。

將高壓斷按鈕進(jìn)行按下，在CPLD作用下將高壓和鎖存器中數(shù)據(jù)進(jìn)行清零，保證BBA、IPA等髙末簾柵壓電源的切斷，實(shí)現(xiàn)高壓斷信號(hào)的鎖存，對(duì)高壓端的指示等點(diǎn)亮。此外，CPLD還可以實(shí)現(xiàn)調(diào)諧控制、升降功率、高低功率和過流保護(hù)等，都可以實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的操作和處理，最終我按成顯示。關(guān)于CPLD的設(shè)計(jì)過程，需要對(duì)仿真軟件進(jìn)行借用，同時(shí)還要將大量的理論和實(shí)踐進(jìn)行結(jié)合，切實(shí)保證時(shí)序的正確以及安全可靠。高壓合、高壓斷等控制仿真中為了更好實(shí)現(xiàn)仿真，將高壓一檔、髙末簾柵一檔等的斷開時(shí)間，調(diào)整為8個(gè)時(shí)鐘的脈沖，高壓二檔、髙末簾柵二檔的合上時(shí)間，更改為對(duì)應(yīng)的一檔電壓，在合上的4個(gè)鐘頭后脈沖。[4]

3信號(hào)輸出機(jī)制的優(yōu)化設(shè)計(jì)

13個(gè)波段電位器的輸出電壓是DF100A型短波100kW發(fā)射機(jī)中的波段發(fā)射中的決定性因素，在波段的倒換過程中，對(duì)不用電位的電壓進(jìn)行選擇，隨后送到3塊波段馬達(dá)板上，固定短路棒波段驅(qū)動(dòng)位置，完成對(duì)波段的調(diào)整。在控制系統(tǒng)的不斷電位器的控制電路中，U6中的2端R1點(diǎn)電壓第一個(gè)不斷電位器中，觸頭能夠幫助電壓進(jìn)行輸出，在電子開關(guān)的通路選擇中，U6的3端RO點(diǎn)電壓主要在輸出電位器的電壓位置，在光電隔離效果下輸送到MAX313F電子開關(guān)的控制端中，實(shí)現(xiàn)對(duì)用波段電位器的選擇和接通，采用波段馬達(dá)板實(shí)現(xiàn)輸出，并將波段驅(qū)動(dòng)到位，達(dá)到波段轉(zhuǎn)換的目的[3]。

結(jié)語

在系統(tǒng)的改進(jìn)和設(shè)計(jì)中，為了更加方便故障的檢修，提高故障處理的便利性，在所有與的系統(tǒng)升級(jí)和改進(jìn)中都借助了大量的貼片元件，充分降低了引線電感，縮小了卡板的尺寸和大小，保證了系統(tǒng)和設(shè)備安裝的快捷和方便。系統(tǒng)在進(jìn)行升級(jí)和改造后，發(fā)射控制系統(tǒng)在大量的試驗(yàn)中，經(jīng)過多次的試驗(yàn)研究和實(shí)際應(yīng)用探討，實(shí)現(xiàn)了運(yùn)行穩(wěn)定，可靠的目標(biāo)，系統(tǒng)的運(yùn)行收到了理想的改造效果，更加有利于系統(tǒng)的傳輸和發(fā)射。

【參考文獻(xiàn)】：

[1]羅濱霖，趙仙楓.基于FPGA的DF100A型100kW短波發(fā)射機(jī)射頻增益控制保障系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J].廣播電視信息，2015，06：77-79+90.孔德意，李曉巖.基于CPLD的DF100A型100kW短波發(fā)射機(jī)控制系統(tǒng)的升級(jí)改造[J].廣播電視信息，2013，01：70-74.

[2]張軍虎，王明新，田喜霞，羅彤.DF100A型100kW短波發(fā)射機(jī)水位檢測(cè)控制板的研發(fā)設(shè)計(jì)[J].廣播電視信息，2012，07：89-92.

[3]趙勇，于用壽，吳靜.基于FPGA的DF100A型100kW短波發(fā)射機(jī)水位水溫監(jiān)測(cè)控制系統(tǒng)[J].廣播電視信息，2015，01：73-77.