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一种0~20Hz超低频信号发生器的设计与实现 |
作者:佚名 文章来源:中国文秘网 点击数1446 更新时间:2006-4-4 22:33:10 文章录入:中国文秘网 责任编辑:中国文秘网 |
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1引言 雷达的天线控制系统是一个自动调整系统,其任务是使天线自动跟踪目标。目标(例如:飞机等)在空间瞬时坐标的倍息,就是雷达天线控制系统的输入量。要实现对雷达天线控制系统的性能测试,必须对目标信息进行模拟,为此,我们设计了一种单片机控制下的超低频信号发生器,用其产生频率和幅度都能改变的正弦信号模拟不同的目标信息。该超低频信号发生器采用了主一从式双CPU结构,通过串行通信方式将两个CPU联系起来。从CPU控制产生0~20Hz频率变化的正弦信号,主CPU控制所产生信号的幅度,并且充分地利用了单片机强大的程序控制和计算功能,采用查表的方法利用软件生成了正弦信号,从而大大地节省了硬件开销,动态地实现了目标信息的模拟。 2超低频信号发生器硬件组成及工作过程 超低频信号发生器的硬件结构框图如图1所示。三要由以下部分组成: 其工作过程是:由从CPU查询频率存储单元(存放信号频率值),并开始执行信号生成程序,通过D/A转换器1和两级运算放大器,将数字量变成模拟量,从而得到超低频的正弦信号,其正弦信号的幅度控制由主CPU控制D/A转换器l的参考电压,从而实现正弦信号幅度的控制,正弦信号的频率通过主一从CPU的串行通信由主CPU预置到从CPU的频率存储器单元。 3超低频信号发生器的硬件电路设计 3.1双机通信部分 4超低频信号发生器的软件实现 超低频信号发生器的软件的编制主要采用的是查表法。对于正弦信号,其每一个点的值的确定方法是:选取半个正弦周期,将半个周期分为254段,取254个点,让其最大值为#FFH,因为所用的0832D/A转换为8位的,这样可以充分保证其转换的精度,同时目是超低频,频率范围在0.01~20Hz之间,所以两点之间的延迟时间完全可以满足D/A转换的时间关系。正弦波幅值的计算公式如下: A=100*sin(I*π/255)I=1…255正弦波的幅度主要采用由主CPU控制D/A转换的参考电压来控制,正弦波频率的变化由改变输出点之间的延时来实现,根据正弦波的周期性和对称性来编制汇编程序,可以很方便地得到幅度和频率都受控的超低频信号。 5结论 该超低频信号发生器能够动态地实现对雷达跟踪目标信息的模拟,采用了主—从式双CPU结构,充分地利用了单片机的软硬件资源,硬件结构简单。目前,该超低频信号发生器已成功地应用于雷达跟踪性能测试上,满足了对天线控制系统频域的开环增益,以及闭环带宽、峰值的测试所需激励信号的要求。 |
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