微型計算機技術(shù)在電臺維護中的應用

摘 　要

針對地震勘探中 ,由于意外因素的影響 , IC - V10 0 電臺內 CMO S靜態(tài)存儲器掉電 ,導致存儲在它里面的頻率等參數丟失 ,從而使該電臺無(wú)法正常工作這一問(wèn)題 ,從分析 IC - V10 0 電臺 鎖相環(huán)頻率合成器原理入手 ,提出了利用微型計算機技術(shù)來(lái)恢復掉電電臺數據的方法 。實(shí)際應用 表明 ,該方法達到了恢復掉電電臺功能的目的 。

IC - V1 00 電臺 是 ICOM 公 司生 產(chǎn) 的一 種專(zhuān) 業(yè) 級無(wú)線(xiàn)電通訊設備 ,它采用了當今先進(jìn)的計算機技 術(shù)及數字鎖相環(huán)頻率合成技術(shù) ,廣泛應用于地震勘 探生產(chǎn)領(lǐng)域 。 IC - V100 電臺內的 CMO S靜態(tài)存儲 器由于意外因素掉電 ,導致存儲在它內面的頻率等 參數丟失 ,從而使該電臺無(wú)法正常工作 。曾經(jīng)采用 包括使用專(zhuān)用編程器在內的許多方法都沒(méi)能使掉電 的 IC - V10 0 電臺恢復其功能 。針對這種情況 ,開(kāi)展 了對該電臺工作原理分析研究工作 ,并在此基礎上 , 利用性能優(yōu)良的 80 C31 微型計算機作為主控芯片 , 進(jìn)行硬件設計及軟件開(kāi)發(fā) ,取代原來(lái)的控制單元電 路 ,并由該電路向鎖相環(huán)頻率合成器及其它電路提 供因掉電而丟失的頻率數據等參數 ,進(jìn)而達到恢復 掉電電臺功能的目的 。

1 　 IC - V1 0 0 電臺鎖相環(huán)頻率合成器

1. 1 　鎖相環(huán)原理

IC - V1 00 電臺鎖相環(huán)頻率合成器 PLL 由晶體 振蕩器 、頻率合成器件 U PD283 4C、雙模前置分頻器 U PD5 71C、環(huán)路濾波 、壓控振蕩器等組成 。其原理框 圖如圖 1 所示 。

圖 1 中 ,高速雙模前置分頻器 U PB 571 C 有兩個(gè) 分頻比 ,其分頻比為 p / p + 1, 其中 , p = 6 4; 頻率合成 器件 U PD2 834C內含射頻放大器 、分頻器 、主計數器 M、吸收計數器 S、鑒相器 、移位寄存器等 。

從原理框圖可以看出 ,該鎖相環(huán)頻率合成器采 用串行接受數據的方式 ,原 CPU 從 CMO S靜態(tài)存儲 器中取出頻率參數 ,在選通信號 STR1、時(shí)鐘 CL K的

配合下 , 向 鎖 相 環(huán) 頻 率 合 成 器 發(fā) 送 二 進(jìn) 制 數 據 。

U PD283 4C內的移 位 寄 存 器 接 收 來(lái) 自 CPU 發(fā) 來(lái) 的

17 位數據并送往 17 位鎖存器鎖存 。經(jīng) 17 位鎖存 器鎖存后的高 11 位數據予置主計數器 M ,低 6 位數 據予置吸收計數器 S。鎖相環(huán)頻率合成器根據接收 到的二進(jìn)制數據 ,由壓控振蕩器輸出電臺所需要的 第一本振信號頻率或電臺發(fā)射時(shí)的載波頻率 。當環(huán) 路鎖定時(shí) ,壓控振蕩器輸出的頻率 fvco為 :

fvco = ( pm + s) fr ( 1 )

式中 , m 為主計數器 M 所予置的 11 位二進(jìn)制所對應 的十進(jìn)制數 , s為吸收計數器 S所予置的 6 位二進(jìn)制 所對應的十進(jìn)制數 , fr為基準頻率 ,其值為 5 kH z。因 此 ,只要確定 m 、s的值 ,壓控振蕩器輸出的頻率 fvco 就確定了 。

作者簡(jiǎn)介 陳友祥 , 男 , 1 98 8 年畢業(yè)于江漢 石油學(xué)院 電子工程系電子儀器及電子測量專(zhuān)業(yè) , 高級工程師 , 現從事 電子設備的維護工作 。在國內各級刊物發(fā)表論文多篇 。

1. 2 　m 、s數據的確定

在實(shí)際設計過(guò)程中 , 總是事先確定電臺的工作 頻率 , 即壓控振蕩器輸出的頻率 fvco , 然后再來(lái)確定 m 、s的值 。由 ( 1 )式可以得出 :

pm + s = fvco / fr ,

設鎖相環(huán)總分頻比 n = fvco / fr ,那么就有 :

m + s / p = n / p ( 2 )

從 ( 2 )式可知 : m 為 n / p的整數部分 ; s為 n / p的 余數部分 。

2 　調諧電壓數據的測量

在 IC - V100 電臺中 , CMO S靜態(tài)存儲器在保存 頻道頻率參數的同時(shí) ,還保留了與其頻率參數相對 應的調諧電壓數據 。該數據保證高放接收電路諧振 在其接收頻點(diǎn)上 。因此 ,要使掉電電臺正常工作 ,還 需恢復調諧電壓數據 。

IC - V100 電臺高放諧振回路所需的調諧電壓 獲取原理框圖 :

從圖 2 中可以看出 , CPU 向串行移位寄存器發(fā) 送 8 位調諧電壓數據 ,經(jīng)移位寄存器變?yōu)?8 位并行 數據 ,供給數模轉化器 ,從而為高放諧振回路提供諧 振電壓 VT 。

對于串行傳輸數據 ,沒(méi)有辦法進(jìn)行測量 ; 對于這

種經(jīng)轉化后的靜態(tài)并行數據 ,只要測量串行移位寄 存器輸出端 D7 - D0 各個(gè)引腳 , 就能輕易地得到諧 振電壓的數據 。表 1 給出了一組正常電臺在接收狀 態(tài)下進(jìn)行實(shí)際測量而得到的數據 。

3 硬件及軟件

3. 1 　硬件

硬件原理框圖如圖 3 所示 。它由 80C3 1 微型計 算機 、地址鎖存器 、程序存儲器 、矩陣開(kāi)關(guān) 、顯示器等 電路組成 。電臺所需的頻率 、諧振電壓等數據存儲 在程序存儲器中 。

3. 2 軟件設計

軟件主要圍繞以下 4 個(gè)方面的內容來(lái)編寫(xiě) :

( 1 )根據電臺正常工作要求 ,把頻道頻率 、諧振 電壓數據正確寫(xiě)入 IC - V100 電臺相關(guān)電路中 ;

( 2 )實(shí)施對鎖相環(huán)回路鎖定檢測 ;

( 3 )實(shí)施對電臺控制 ,如收發(fā)控制 、頻道切換等 ;

( 4 )顯示當前工作頻道參數以及收 /發(fā)狀態(tài)信息 。 主程序流程圖如圖 4 所示 。