雷达天线电源故障检测电路的设计

1、雷达天线电源故障检测电路的设计随着相控阵天线在雷达中的广泛用法，天线电源的故障检测变得越来越重要，相控阵天线的电源规模往往和收发(t/r)组件的多少成正比，当t/r组件多达上百个时，电源系统相对浩大，电源故障检测也较复杂，电源故障将挺直导致t/r组件工作异样，因此设计一个完美的电源故障检测十分重要，它能实时对电源举行监测，准时发觉故障，将故障定位到lru，指导修理人员举行换件修理。电源故障检测电路由硬件和软件两大部分组成，硬件组成框图1所示。信号调理电路对输入的35路电源检测信号举行滤波、分压及阻抗匹配，然后经过多路复用器(mux)挑选进入模数变换器(a/d)，变换成数字量，读入该数字量，与规

2、定的上下限举行比较，推断该是否正确，最后生成单元级故障表，通过rs-485接口传送到上级举行进一步处理。图1 硬件组成框图电路设计信号调理电路信号调理电路主要对输入的电源检测信号举行滤波、分压及阻抗匹配等处理。滤波的目的是滤除检测信号中的高频毛刺，通过实验可以看到，天线电源信号中常有幅度很大的干扰毛刺，假如不滤除可能会对器件造成损坏，或者影响检测精度。分压的目的是对检测信号的幅度变换，使其满足后级a/d变换器的输入要求，设计的关键是既保证信号的幅度不超出a/d的输入要求，又要尽量提高信号的辨别率。阻抗匹配电路是一个射极尾随器，目的是举行前后的阻抗匹配，提高检测的精度。图2是12v检测电压的调理

3、电路。图2 12v检测电压的调理电路c1对高频毛刺举行滤除，普通取0.01f，精密r1和r2组成分压电路，为了减小对电源的影响，阻值应取千欧级，详细取值应参考12v的正常判定范围(10.314v)及a/d的满量程范围(02.55v)，经过计算和权衡后，r1取4*k，r2取10k，可以算出12v电压的欠压及过压门限值分离为：欠压门限值：1.83v过压门限值：2.48v即输入12v电压经过分压后的正常范围应在1.832.48v范围内，否则判为故障。多路复用电路图3 mux电路mux电路3所示，主要功能是对35路被测电压举行挑选，保证在某一时刻惟独一路电压进入后级的模数转换电路举行数据转换。mux电

4、路共由两级组成，前级由五块八选一的多路复用器组成，35路被测电压经过调理后衔接到这些mux，图中只画出了两块的接线图，其余三块基本相同，后级由一块多路复用器组成，对前级输出的五路电压举行进一步的挑选。图中信号mux1、mux2对前级芯片举行挑选，信号dd0、dd1、dd2对前级的通道举行挑选，信号dd5、dd6、dd7对后级通道举行挑选，这些信号都是由产生，详细设计请参考2.5节cpld内部规律电路的设计。模数转换电路图4 模数转换电路图4是a/d转换电路，主要功能是对输入的被测电压举行数据转换，转换的结果送单片机。a/d转换器件选用公司的ad670，八位辨别率，10s转换速度，可程控单极性或

5、者双极性输入，单极性满量程输入范围为02.55v，双极性为-1.28+1.27v，图中信号adrdy为a/d转换完成信号，接单片机的i/o引脚，当adrdy为低时，表示数据转换完成，在程序中通过查询该信号的状态推断a/d是否转换完成。信号e、adcs、adrw分离是a/d的芯片使能、片选及读写控制信号，adce和adcs低有效，分离接单片机的地址线p20和p21，adrw为低时对a/d举行写操作，即写入控制指令，如单极性或者双极性操作等，adrw为高时对a/d举行读操作，读出转换结果，该信号在cpld中产生。单片机及外围电路图5 单片机及外围电路图5是单片机及外围电路，单片机选用atmel公司

6、的at89c55，内部带有20k字节的程序存储器，是囫囵故障检测电路的控制核心，它通过运行程序控制检测电路举行电压检测，将检测的结果举行初步处理，产生单元级故障表，送上级举行综合处理。d2(max813)是，主要功能是监视单片机程序的运行状态，假如程序跑飞超过1.6秒，看门狗就产生一个复位信号，对单片机举行复位，使程序重新进入正常步骤。集成电路d3(max485)是rs-485串行通信接口，它实现ttl电平与rs-485电平的互相转换，是检测电路与上级单元的通信接口。v2是故障指示灯，当检测到电源故障时，点亮指示灯。cpld规律电路图6是cpld内部规律电路，cpld选用的是lattice公司

7、的isplsi1016e，规律设计采纳原理图输入法，主要功能是对mux的通道举行挑选、对a/d转换器举行控制及产生自检代码等。图中有三个主要器件：数据双向开关、数据锁存器、译码器。数据双向开关的oe为低时，数据a0a7传向单片机的数据线d0d7,该数据正常时是自检代码aah，当oe为高时，单片机数据传向cpld内部的锁存器，用来对多路模拟开关举行挑选。端口地址译码用法了单片机的rd、wr、p22、p23引脚，还用法了单片机的p20及p21引脚，它们分离衔接到a/d转换器cs和ce端，详细地址定义如下：cpld自检测地址：0x0700通道挑选数据锁存器地址：0x0b00a/d转换器写地址：0x0c00a/d转换器读地址：0x0e00信号mux1mux5是mux电路的前级芯片挑选信号，高电平有效;dd0dd2是mux电路前级的通道挑选信号，取值范围是034，对应模拟通道的135;dd5dd7是mux电路的后级通道挑选信号，取值范围为04，分离对应前级的五个mux的输出信号。这些信号的产生过程是：单片机通过数据线d0d7将通道挑选数据及芯片挑选数据送到锁存器，产生通道挑选信号dd0dd2及dd5dd7，再将部分数据举行译码产生mux的片选信号mux1mux5。图6 cpld规律电路