短波發(fā)射機(jī)自動(dòng)化控制中FPGA的應(yīng)用

郭計(jì)云

摘要

本文詳細(xì)的介紹了FPGA技術(shù)在設(shè)計(jì)短波發(fā)射機(jī)中的應(yīng)用，重點(diǎn)詳細(xì)的介紹了這個(gè)系統(tǒng)關(guān)于硬件電路的相應(yīng)設(shè)計(jì)，也論述了短波發(fā)射及自動(dòng)化控制的特點(diǎn)，希望能夠?qū)ξ覈?guó)日后短波發(fā)射機(jī)的發(fā)展起到一定的促進(jìn)作用。

【關(guān)鍵詞】短波發(fā)射機(jī) 自動(dòng)化控制 FPGA 應(yīng)用

在短波發(fā)射機(jī)的發(fā)展過(guò)程中，F(xiàn)PGA技術(shù)發(fā)揮著非常重要的作用，本文詳細(xì)介紹了FPGA技術(shù)在短波發(fā)射機(jī)過(guò)程中的作用，使得短波發(fā)射機(jī)自動(dòng)調(diào)諧控制系統(tǒng)更換頻率自動(dòng)調(diào)諧更加快速準(zhǔn)確，以達(dá)到發(fā)展的目標(biāo)。

1 短波發(fā)射機(jī)自動(dòng)化控制特點(diǎn)

在日常的應(yīng)用過(guò)程中，短波發(fā)射機(jī)更換頻率時(shí)必須要對(duì)一些高頻的回路進(jìn)行準(zhǔn)確的調(diào)整。一些大功率的短波發(fā)射機(jī)，它的零件均為電感線(xiàn)圈和一些真空可以調(diào)節(jié)電容等一些大型的器材。FPGA技術(shù)在短波發(fā)射機(jī)中的應(yīng)用就是能夠通過(guò)改變發(fā)射機(jī)電動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)的方式進(jìn)而改變相應(yīng)機(jī)械轉(zhuǎn)動(dòng)圈數(shù)，目的是能夠在短波發(fā)射機(jī)所需要的頻率上實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的振動(dòng)幅度。在短波發(fā)射機(jī)實(shí)際的應(yīng)用過(guò)程中為了能夠準(zhǔn)確的測(cè)量出對(duì)應(yīng)的相應(yīng)器械轉(zhuǎn)動(dòng)的實(shí)際位置，在現(xiàn)有的每一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)裝置上增加一個(gè)能夠與被調(diào)控器件一起聯(lián)動(dòng)的增量碼盤(pán)，這樣在短波發(fā)射機(jī)運(yùn)行過(guò)程中可以通過(guò)碼盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)輸出相應(yīng)的脈沖個(gè)數(shù)，進(jìn)而來(lái)進(jìn)一步的判斷相應(yīng)器材的實(shí)際位置。

短波發(fā)射機(jī)自動(dòng)調(diào)控的過(guò)程就可以被理解為通過(guò)增加傳動(dòng)裝置帶動(dòng)相應(yīng)的器材進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)，近些年來(lái)隨著我國(guó)短波發(fā)射器的自動(dòng)化程度不斷的提高，以前一些單片機(jī)的設(shè)置控制系統(tǒng)因?yàn)樽陨砜刂葡到y(tǒng)的局限性，導(dǎo)致了相應(yīng)調(diào)控系統(tǒng)的性能也存在一定的局限性，比如說(shuō)在短波發(fā)射機(jī)應(yīng)用過(guò)程中存儲(chǔ)系統(tǒng)的容量太小，沒(méi)有辦法進(jìn)行實(shí)時(shí)的監(jiān)控，沒(méi)有辦法與現(xiàn)有的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)合起來(lái)，因此，就大大的降低了它的使用效率?，F(xiàn)在隨著短波發(fā)射機(jī)相應(yīng)處理器功能的不斷完善和發(fā)展，短波發(fā)射機(jī)的性能也越來(lái)越穩(wěn)定。

2 短波發(fā)射機(jī)自動(dòng)化控制中FPGA的應(yīng)用

2.1 提高短波發(fā)射機(jī)的應(yīng)用效率

近年來(lái)，隨著我國(guó)科技的不斷發(fā)展，人們生活水平的不斷提高，對(duì)于短波發(fā)射器的應(yīng)用也提出了更高的要求。原來(lái)的短波發(fā)射器存在容量太小，無(wú)法實(shí)現(xiàn)信息共享化的缺點(diǎn)，現(xiàn)在短波發(fā)射器要求具有自動(dòng)化，網(wǎng)絡(luò)化，信息化，智能化的特點(diǎn)。FPGA系統(tǒng)參數(shù)基本相同，均采用5V供電，端口供電電壓為3.3V，端口驅(qū)動(dòng)能力為12mA。而FPGA技術(shù)在短波發(fā)射機(jī)中的應(yīng)用則能提高和保障短波發(fā)射機(jī)自動(dòng)調(diào)諧系統(tǒng)的整體功能。通過(guò)FPGA技術(shù)的應(yīng)用，使得短波發(fā)電機(jī)的硬件電路大大的簡(jiǎn)化，可以實(shí)現(xiàn)相關(guān)接口電路的數(shù)據(jù)讀寫(xiě)操作，達(dá)到數(shù)據(jù)交換的目的。同時(shí)，ARM芯片功能強(qiáng)大，性?xún)r(jià)比比較高，在嵌入式產(chǎn)品中得到了廣泛的應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)了ARM芯片嵌入式主板在短波發(fā)射機(jī)中的應(yīng)用還可以縮短新型系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)周期，大大的提高短波發(fā)射機(jī)的應(yīng)用效率。

2.2 嵌入式自動(dòng)調(diào)諧控制系統(tǒng)

嵌入式自動(dòng)調(diào)控控制系統(tǒng)主要是由相應(yīng)的嵌入式主板和FPGA數(shù)據(jù)采集信息系統(tǒng)控制板組成。其中嵌入式主板發(fā)揮著實(shí)現(xiàn)整個(gè)控制系統(tǒng)的中心控制作用，能夠與相應(yīng)的數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行進(jìn)一步的信息傳遞和存儲(chǔ)功能，另一個(gè)方面還可以實(shí)現(xiàn)FPGA相應(yīng)的數(shù)據(jù)采集與控制板的通信作用。因此，嵌入式主板位置發(fā)揮著非常重要的連接作用。FPGA相應(yīng)的數(shù)據(jù)采集控制系統(tǒng)可以接受來(lái)自嵌入式主板的命令，然后對(duì)這些命令進(jìn)行信息轉(zhuǎn)化，從而完成對(duì)于發(fā)射機(jī)實(shí)際位置和其它相應(yīng)數(shù)據(jù)的測(cè)定和采集。相應(yīng)的FPGA的短波自動(dòng)化調(diào)控控制系統(tǒng)相應(yīng)的構(gòu)件如圖1所示。

2.3 FPGA邏輯控制功能實(shí)現(xiàn)

短波發(fā)射機(jī)邏輯控制功能的實(shí)現(xiàn)是根據(jù)計(jì)算機(jī)相應(yīng)的軟件作為一個(gè)基本的設(shè)計(jì)平臺(tái)。通過(guò)這個(gè)設(shè)計(jì)平臺(tái)，F(xiàn)PGA設(shè)計(jì)短波發(fā)射機(jī)的邏輯控制系統(tǒng)能夠控制發(fā)射機(jī)進(jìn)行相應(yīng)方向的旋轉(zhuǎn)和脈沖，在經(jīng)過(guò)一定時(shí)間的作用之后，可以將相應(yīng)的光電碼盤(pán)采集到的一些位置的數(shù)據(jù)信息發(fā)送過(guò)來(lái)再進(jìn)行與相應(yīng)預(yù)留位置的比較，根據(jù)相應(yīng)比較的結(jié)果來(lái)進(jìn)一步的判斷短波發(fā)射機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的方向，如果在實(shí)際測(cè)量過(guò)程中比較的結(jié)果數(shù)值差距比較大，那么短波發(fā)射機(jī)輸送出相應(yīng)曲線(xiàn)的脈沖頻率就會(huì)比較高。另一方面，如果相應(yīng)測(cè)量結(jié)果的差距比較小，那么相應(yīng)送出的加速曲線(xiàn)的脈沖頻率就應(yīng)該比較低。在短波發(fā)射機(jī)實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中通過(guò)對(duì)調(diào)諧系統(tǒng)不斷地控制，實(shí)現(xiàn)相應(yīng)曲線(xiàn)的升高和降低，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)位置不斷精確的調(diào)控，最后達(dá)到對(duì)短波發(fā)射機(jī)器件進(jìn)行準(zhǔn)確定位的目的。

3 結(jié)束語(yǔ)

基于FPGA設(shè)計(jì)短波發(fā)射機(jī)自動(dòng)調(diào)諧控制系統(tǒng)在結(jié)構(gòu)上相較于一些其它的系統(tǒng)更加的簡(jiǎn)單和便捷，進(jìn)行操作時(shí)也更加的方便，在維護(hù)起來(lái)也更加的方便，在一定程度上大大的提高了我國(guó)調(diào)控控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性。目前該系統(tǒng)己在我國(guó)有廣泛的應(yīng)用，并在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中取得了良好的反響和效果，能夠進(jìn)行準(zhǔn)確的調(diào)控和快速的反應(yīng)，對(duì)短波發(fā)射機(jī)自動(dòng)化控制系統(tǒng)進(jìn)一步發(fā)展起著重要的作用。

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