某探測器測試與信號處理系統的PCM信息采集

　　3.1 幀格式

　　在中國的某些規定中，為了保護PCM遙控數據，在PCM遙測中使用兩種遙控擴展幀，即實(shí)時(shí)開(kāi)關(guān)指令和串行數據注入幀。這兩種遙控幀的后面都可以附加一個(gè)長(cháng)度為8m(m=1，2，3……)bit的序列以用于數據的保護。具體如圖5所示。

　　本系統中?信號采樣后可按照基準信號的周期進(jìn)行分幀處理，程序每次處理的是上一幀的采樣數據(數據處理延時(shí)1幀)，然后再根據計算結果合成跟蹤信號;在處理數據的同時(shí)，可采用中斷輸出的上一幀來(lái)計算跟蹤信號(跟蹤信號輸出延時(shí)2幀)。

　　假設基準信號如圖6所示，那么，采用過(guò)零檢測可得到正、負過(guò)零時(shí)刻，但有時(shí)基準信號的過(guò)零點(diǎn)不唯一，故可將過(guò)零檢測改為過(guò)某一固定電平檢測。

　　在正過(guò)零時(shí)刻，由過(guò)零檢測電路可產(chǎn)生硬件中斷IRQ0，中斷響應程序首先記錄當前緩沖區的長(cháng)度L，然后進(jìn)行緩沖區切換。假設將緩沖區切換到Buffer(I)(I=1，2，3，4)，此后的采樣數據采用DMA方式放入Buffer(I)。那么，4個(gè)緩沖區將按照1->2->3->4->1的方式循環(huán)。

　　在負過(guò)零時(shí)刻，將由過(guò)零檢測電路產(chǎn)生硬件中斷IRQ1，然后計算基準信號正峰值位置N，(為了清楚起見(jiàn)，圖6中不同周期的N分別用N1和N2表示)，定義M為IRQ1中斷時(shí)當前緩沖區的長(cháng)度，則N1=M/2。相鄰兩個(gè)峰值之間的數據為一幀數據，圖6中，N1和N2之間的數據為一幀數據。

　　由于基準信號的頻率不穩定，因此不能采用固定長(cháng)度的緩沖區。為了便于尋址，采集數據緩沖區的長(cháng)度定為1024。由于一幀完整的數據將跨越兩個(gè)緩沖區，同時(shí)為了處理目標跨越兩幀數據的情況，可將采樣緩沖區數定為4個(gè)，其中一個(gè)作為當前采集數據的DMA傳輸目的，另外三個(gè)作為兩幀完整數據的緩存。

　　因為共有22路信號需要采樣，設置的緩沖區應有22組，故此，定義0～15為中波信號，16～20為短波信號，21為基準信號，22為解鎖信號。

　　3.2 同步問(wèn)題

　　除幀格式外，時(shí)分制遙測信號的同步和時(shí)隙關(guān)系也很?chē)栏?即所謂的同步問(wèn)題。具體有幀同步、字同步、位同步等多種形式。在數字遙測(PCM)系統中，信道上傳輸的是二進(jìn)制編碼序列，插入幀同步信號要易于識別和提取，并應與正常信號編碼有顯著(zhù)差別且能減少假同步和漏同步概率。目前常用的幀同步碼組有巴克碼組、偽隨機碼組等。實(shí)際上更基本的同步是時(shí)鐘同步(也稱(chēng)為路同步或位同步)，也就是要求收發(fā)兩端數據流的時(shí)鐘嚴格同步。本系統使用CPLD對接收到的基準信號進(jìn)行處理以作為幀同步的標志。

　　4 結束語(yǔ)

　　通過(guò)時(shí)分制，并用DSP DMA技術(shù)實(shí)現的PCM高速數據采集系統具有很高的信噪比，完全可以達到設計要求。實(shí)際上，本實(shí)現方案也可推廣到多路的采集系統，但設計時(shí)應考慮性?xún)r(jià)比及總線(xiàn)速度問(wèn)題。