基于CPLD的机载雷达控保系统

作者：时间：2013-03-13 来源：网络收藏

4.2 上电复位与延时

控保上电复位十分重要,这里采用的是硬件外部复位与cpld的逻辑处理复位。其复位电路如图3所示,reset来自于外部rc复位信号,当时钟稳定后,cpld内部产生一个复位信号使得各电路中的d触发器复位,将计数器同步清零。由于电路在上电初始阶段各i/o口电平均处于暂态,没有进入稳定工作状态,这个过程实际上也是等待外围i/o电平建立稳定。

4.3 过d、过τ保护

过d与过τ保护,即,过占空比与过脉冲宽度保护。当出现过d与过τ故障时,立即关断激励与触发,以保护twt等关键性器件。其检测与保护在该系统中是比较难的,脉冲宽度与脉冲重复频率可变这一特点,使得信号时序关系实时处理也比较复杂。而过d与过τ保护原理比较简单。这里举例加以说明。

假设过d保护最大占空比为12.5%,过τ保护最大脉冲宽度为310μs。图4(a)所示给出了待测的脉冲波形,占空比d等于τ/t,图中τ1不等于τ2,t1不等于t2。

用于检测的基准时钟为4mhz,cpld从脉冲上升沿电平翻转开始计数,当电平下降沿翻转后停止计数并锁存数据data1,所计数据为τ的值,它们的分辨率为1/4mhz,误差为±0.25μs。将锁存的数据进行数字比较,当data1大于310/0.25即1240时,发生过τ故障。这里采用able硬件描述语言设计了1240数字比较器,程序如下：

equations

out=(i>=^d1240);

end

脉冲信号上升沿触发d触发器,产生周期脉冲波形如图4(b)所示,当图4(b)中电平为高时对周期t1进行计数,为低时对周期t2进行计数,电平每发生一次翻转,锁存周期数据data2转入下一个周期计数。采用图4(a)脉冲波形上升沿作适当延时后的波形,用于数字比较器比较的触发条件,当8倍的data1大于data2时,即发生过d故障。当过d/τ故障连续出现一定次数后,确认为故障,输出相应故障信号。过d/τ保护逻辑框图如图5所示。图6给出了过d/τ保护实时仿真所得的仿真结果。

4.4 i/o接口的抗干扰处理

真空电子管发射机由于具有高压、大功率的特点,对于低压控保电路而言,具备较高的抗干扰能力十分重要。isplsi1032-60lg型cpld本身的抗干扰能力较好,由于cpld的最大工作频率为60mhz,外部微小干扰信号对于cpld来讲,如不对i/o接口信号作数字滤波处理,cpld将认为这是有效信号参与逻辑判断,实际上,对发射机的控制是不利的,会引发故障虚警,若错误地处理故障虚警信息,关闭发射机,则有可能使得本次试验失败,造成损失,以往应用小规模的集成电路的控保就存在类似的问题,并且很难解决。

应用cpld技术,解决抗干扰问题应相对容易,图7给出了实际应用中的数字滤波技术原理图,由4mhz信号进行分频计数产生周期为0.25μs ×256×256≈16.4ms的时钟信号,若故障连续出现超过8个脉冲,则认为是真实故障,而干扰信号不会造成故障信号输出。