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一種基于單片機的空間立體電磁干擾儀
作者：
時(shí)間：2012-03-15
來(lái)源：網(wǎng)絡(luò )
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2．1 電磁波產(chǎn)生電路
2．1．1 信號源
直接數字頻率合成(DDS)是一種新的頻率合成技術(shù)，它將先進(jìn)的數字處理理論與方法引入頻率合成領(lǐng)域，全數字化結構便于實(shí)現程控。采用全數字的頻率合成器，頻率切換速度快，便于控制，而且易于實(shí)現，也能產(chǎn)生線(xiàn)性度高的線(xiàn)性調頻信號，實(shí)現線(xiàn)性調頻信號的輸出。通過(guò)AD9852芯片實(shí)現的可調頻率達0～300 MHz。
DDS技術(shù)具有廣泛的應用，它可實(shí)現多點(diǎn)、高相噪的點(diǎn)頻和頻率步進(jìn)輸出，可用來(lái)實(shí)現MFSK，QPSK等通信方式，在擴頻通信中能實(shí)現跳頻模式。
目前，QIALCOMM公司的DDS芯片系列有Q2220，Q2230等，內部沒(méi)有集成D／A；ANALOG公司的DDS芯片有AD9850，AD9851，AD9852等，內部集成了高度D／A，應用更方便。
由于本系統要求產(chǎn)生的信號形式有單頻連續波、單頻脈沖波、線(xiàn)性調頻連續波、線(xiàn)性調頻脈沖等波形，以AD9850為基本DDS的結構，不支持線(xiàn)性調頻波形的輸出，而AD9852能輸出高信噪比的點(diǎn)頻信號，支持線(xiàn)性調頻波形的輸出和多種工作模式，支持并行和串行接口操作，數據寄存器和控制寄存器統一編址，控制方便。因此，本項目采用AD9852。
2．1．2 高頻小信號的放大
由于高頻功放對信號的輸入有功率下限要求，故在小信號放大階段，必須達到一定的輸出功率，這里取30 mW。芯片選擇TI的THS3112及THS4021電流反饋型高頻運放。
2．1．3 高頻信號驅動(dòng)功放
采用帶寬為1．8～175 MHz MC7210，該模塊對輸入功率要求較低，為7 mW，且頻率增益曲線(xiàn)較為平坦，在30 MHz時(shí)增益為25 dB，假設輸出功率為1 W，通過(guò)Gp=10log(Po／Pi)的換算，得輸入功率僅為3．1mW。對較專(zhuān)業(yè)的高頻模塊來(lái)說(shuō)，MC7210性?xún)r(jià)比較高。
2．1．4 定向發(fā)射天線(xiàn)
對于50～150 MHz的發(fā)射系統來(lái)說(shuō)，若采用長(cháng)直導線(xiàn)，則天線(xiàn)將變得很長(cháng)，故參考一般收音機的天線(xiàn)設計，將3 m長(cháng)的油浸導線(xiàn)纏繞在低感磁棒上，依次做3根，將同名端導線(xiàn)串接起來(lái)，這樣三組構成了一個(gè)磁棒天線(xiàn)陣列，定向發(fā)射的指向性較好。
2．2 電磁波接收電路
定向接收天線(xiàn)制作參考定向發(fā)射天線(xiàn)。
2．2．1 高頻小信號的放大及濾波
天線(xiàn)采集到的信號十分微弱且?jiàn)A雜噪音(由被測件產(chǎn)生)，故要對其進(jìn)行放大和濾波處理，由于要驅動(dòng)兩路(一路幅度采樣，一路頻率采樣)輸出，故應加入一級電壓跟隨器。
2．2．2 信號的幅度檢波
這部分主要對電磁波的峰峰值采樣，該值對應于定向接收天線(xiàn)采樣到的電磁波的最大值與最小值，由于處于調頻范圍，故采用“加強型德生PL-600”收音機的檢波電路的后級處理模塊，使得輸出達到±2 V，足夠送給A／D采樣模塊。
2．2．3 信號的頻率采集
頻率采集使用CPLD測頻方法：使輸入的信號作為時(shí)鐘信號，經(jīng)過(guò)內部1／K(K可調)的分頻，出來(lái)的周期已經(jīng)十分緩慢，這時(shí)再用單片機對其測周期，得出的值將十分接近精確。由于CPLD的時(shí)鐘一般為方波，故這里要將經(jīng)過(guò)高頻小信號的放大及濾波后信號進(jìn)行施密特變換，然后再送給CPLD。
采用幅度與頻率分開(kāi)測量的好處就是節約了整體成本，若采用DSP加高速A／D采集的方案，成本將翻好幾番，且調試難度增大。
2．3 電磁收集箱
電磁收集箱主要對電磁波進(jìn)行空間屏蔽，使得外部與內部的電磁波隔離。電磁波由發(fā)射天線(xiàn)經(jīng)過(guò)被測件傳遞至接收天線(xiàn)完成電磁波的傳遞回路。
2．4 控制模塊
這里采用MSP430系列單片機F4793芯片作為控制單元，主要給DDS AD9852發(fā)送控制字、對電磁波幅度進(jìn)行A／D采集和頻率采集，對人機交互界面及系統電源進(jìn)行監視。
2．5 電源監視
單片機4793通過(guò)A／D采集監視系統各電源。
由于本系統要求的核心技術(shù)是產(chǎn)生信號形式為單頻連續波、單頻脈沖波、線(xiàn)性調頻連續波、線(xiàn)性調頻脈沖等波形，以AD9850為基本DDS的結構，不支持線(xiàn)性調頻波形的輸出。因此本系統運用AD9852能輸出高信噪比的點(diǎn)頻信號，支持線(xiàn)性調頻波形的輸出和多種工作模式，支持并行和串行接口操作，數據寄存器和控制寄存器統一編址，具有控制方便的特點(diǎn)，實(shí)現了上述信號的特征和要求。
3 結論
本設計提供了一種電磁仿真環(huán)境，其電路設計先進(jìn)，集成度高，具有空間立體特征。由于采用了單片機控制，在多波段、多方位、多角度、頻率一致性、信號完整性、功率控制等方面具有明顯優(yōu)勢。在現代電磁環(huán)境越發(fā)惡劣的情況下，為電子產(chǎn)品的抗干擾試驗，即電磁兼容性設計提供了很好的技術(shù)支撐。本文引用地址：http://dyxdggzs.com/article/171877.htm
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