基于A(yíng)DSP-BF533的高度跟蹤系統
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該系統輸入中頻信號為3～10 mV的微小差頻信號，因此需將它們放大到可滿(mǎn)足A／D轉換芯片的輸入電平2Vpp左右，需放大40～60 dB。該系統所采用的AD2613為四級放大器，增益分別為25dB、40dB、25 dB、40dB，其中第一級和第三級采用硬件控制其放大倍數，可利用三個(gè)放大倍數控制管腳LNP1、LNP2、LNP3，通過(guò)不同的相互連通方式，來(lái)控制這兩級放大器的放大倍數。而第二級和第四級則采用軟件控制其放大倍數的方式，通過(guò)三個(gè)增益控制管腳MGS1、MGS2、MGS3分別與DSP的PF4、PF5、PF6相連，利用軟件來(lái)控制PF4、PF5、PF6，從而使這兩級放大器可以實(shí)現8個(gè)不同的放大倍數?？紤]到放大器實(shí)際增益的損耗，文中該系統選用其中的第一級、第二級和第四級，而第三級懸空，這樣的放大倍數(25 dB+40 dB+40 dB=105 dB)可充分滿(mǎn)足系統要求。另外，因為輸入中頻信號幅度太小，很容易被淹沒(méi)在噪聲中，因此，放大器每級之間都應加入濾波電路，以保證信號的準確性。
本系統采用的A／D、D／A轉換芯片，均為12位高速芯片，可保證系統的實(shí)時(shí)性和精度。
該系統的數據處理選用Blackfin533，處理器內核包括2個(gè)16位乘法器，2個(gè)40位的累加器，2個(gè)40位的ALU，4個(gè)視頻ALU和1個(gè)40位移位器。處理器內核時(shí)鐘最高可達600 MHz，片上存儲容量為148 kB。本系統采用10 M的晶振，可將內核時(shí)鐘倍頻至400 MHz，其系統時(shí)鐘為100 MHz。
系統中ADSP-BF533所使用的資源包括2個(gè)定時(shí)器、DMA控制器、PPI端口和PF端口。系統初始化后，ADSP-BF533首先設置PLL、倍頻輸入時(shí)鐘、產(chǎn)生內核時(shí)鐘和系統外設時(shí)鐘。然后初始化內部總線(xiàn)和各個(gè)需要的端口，其中定時(shí)器TIMER0為D／A轉換芯片AD9762提供工作時(shí)鐘，定時(shí)器TIMER1為A／D轉換芯片AD9223提供工作時(shí)鐘。
ADSP-BF533處理器可實(shí)現以下功能：
(1)中頻信號放大：通過(guò)PF4、PF5、PF6端口來(lái)控制AD2613第二級和第四級的放大倍數。
(2)收發(fā)時(shí)間控制：產(chǎn)生收發(fā)開(kāi)關(guān)控制信號，其寬度為3 ms，重復周期為80～120 ms隨機變化；
(3)調制信號產(chǎn)生：通過(guò)PPI端口產(chǎn)生三角調制信號，并將其放大到特定幅度及偏置然后做為脈內調制信號傳送給天線(xiàn)。
(4)測高處理：完成調頻信號差頻信號的頻譜分析、雜波抑制和輸出測高指示信號。
兩片AD746為運算放大器，一片用來(lái)將D／A產(chǎn)生的三角波放大至7 V，一片用來(lái)將預報警開(kāi)關(guān)信號放大至9 V。
4系統軟件設計
本系統DSP軟件使用C語(yǔ)言編寫(xiě)，采用3個(gè)中斷來(lái)完成系統功能。系統初始化后，由PF2端口響應系統發(fā)出的收發(fā)控制信號，觸發(fā)PF2中斷，在PF2的中斷服務(wù)程序EX_INTERRUPT_HAN-DLER(PF2_Isr)中使能PPI端口發(fā)數，并使能DMA控制3 ms發(fā)數時(shí)間。其中PPI所發(fā)的數是由MATLAB產(chǎn)生兩個(gè)周期的三角波數據，并歸一化使之成為0-4096之間的無(wú)符號整數，然后放人提前聲明的緩存sPPI_TxBuffer中。一旦DSP接收到了數據就觸發(fā)TIMER1中斷，在TIMER1的中斷服務(wù)程序EX_INTERRUPT_HANDLER(TIMER1_Isr)中將所接收到的數據寫(xiě)入TIMER1_RxBuffer1，當接收滿(mǎn)1024個(gè)點(diǎn)時(shí)，就觸發(fā)軟中斷，然后在軟中斷的中斷服務(wù)程序EX_INTERRUFT_HANDLER(FFT_Isr對該1024個(gè)點(diǎn)的數據進(jìn)行FFT運算，估計其頻譜，最后由頻譜估算出距離。若測算出的距離小于200 m，則將PF3至高，信號再經(jīng)放大后，可作為輸出預報警開(kāi)關(guān)電平。圖4所示是發(fā)送連續波時(shí)的DSP軟件流程圖。
本文引用地址：http://dyxdggzs.com/article/188435.htm
5 結束語(yǔ)
本系統以處理器ADSP-BF533為中心，結合外部電源轉換芯片、放大器芯片、A／D、DSP、驅動(dòng)及放大器等外圍電路，來(lái)實(shí)現調頻法測距用以跟蹤空中炮彈的飛行軌跡，同時(shí)可完成對地面的預報警功能。本系統的測試數據及報告分析準確，測試精度達±15 m，可應用于實(shí)際測繪。
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