扫频接收机的扫描控制参数的计算与数字控制方法技术

本发明专利技术给出了如下的扫频接收机的扫描控制参数的计算与数字控制方法：首先，本发明专利技术将控制量曲线利用直线线段进行工程拟合并提炼计算得到控制量的初始值整数部分、初始值小数部分、步进值整数部分、步进值小数部分和步进个数作为扫描控制参数。其次，本发明专利技术设计了控制器，将计算得到的扫描控制参数存储至控制器中，在外部扫描脉冲的作用下，控制器可实现扫描控制参数的自动装载、扫描控制参数的自动累加／减运算和输出。本发明专利技术所述的扫频接收机的扫描控制参数的计算与数字控制方法，使用较少的数据信息表征各扫描控制参数并采用在扫描过程中自动装载调用数据的手段来达到快速、准确、高效的控制目的，可以有效提高扫描控制参数的控制速度、控制精度及控制效率。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及扫频接收机的扫描控制
，具体说是扫频接收机的扫描控制参 数的计算与数字控制方法。
技术介绍
在扫频接收机的扫描过程中，扫频接收机的扫描控制参数需要同步联动改变，这 种同步联动的控制方法称之为扫描控制参数控制方法(简称为扫描控制方法)。所述扫描 控制参数包括振荡器的控制电压、电流、调谐滤波器的控制电压、电流、补偿放大器的控制 电压、电流等，扫描控制方法越好，扫频接收机性能越高，扫描速度越快。目前现有技术中通常采用以下两种扫描控制方法。一种是模拟扫描控制方法，各扫描控制参数同步于扫描斜波发生器。模拟扫描控 制方法因受被控部件的非线性和工程实践上控制曲线拟合度较差(拟合的线段数目较少) 等原因的影响，造成控制误差大。同时，在每完成一个拟合线段扫描后，主控CPU需要给扫 描斜波发生器重新置数，中断扫描进程，造成整机的扫描速度慢。另一种是数字扫描控制方法，也是目前较经常使用的控制方法。其技术实现方案 如下设备工控机根据用户设置状态计算各扫描控制参数的扫描分段数并根据控制拟合曲 线计算每个扫描点的实际扫描控制参数DAC(数模转换器)值；通过设备工控机内部总线将 计算得到的所有实际扫描控制参数DAC值存储在FIFO (先进先出存储器)或FPGA (现场可 编程门阵列)中；设备工控机控制触发器产生触发信号；在触发信号的作用下，存储在FIFO 或FPGA中的实际扫描控制参数DAC值依次弹出，驱动DAC器件产生实际的控制电压或控 制电流；重复产生触发信号，直至最后一个扫描控制参数DAC值弹出，扫描过程结束。此种 数字扫描控制方法，每次在扫描前需要计算、传输大量的控制参数，造成整机的扫描速度较 慢。同时，存储这些控制参数需要占用大量的存储空间，增加了硬件成本。另外，由于控制 参数是依次弹出的，设计不够灵活，即使仅改变一个数据也需要程序重新计算、传输所有的 控制参数。
技术实现思路
针对现有技术中存在的缺陷，本专利技术的目的在于提供扫频接收机的扫描控制参数 的计算与数字控制方法，可以有效提高扫描控制参数的控制速度、控制精度及控制效率。为达到以上目的，本专利技术采取的技术方案是，其特征在于在扫描前，将控制量曲线利用直线线段进行工程拟合并提炼计算得到每条直线线 段控制量的初始值整数部分、初始值小数部分、步进值整数部分、步进值小数部分和步进个 数作为扫描控制参数；扫描前，将已计算的各扫描控制参数按次序写入控制器中；扫描过程中，从第一段的扫描控制参数开始，控制器通过内部中断自动装载下一5段的扫描控制参数；控制器根据外部扫描脉冲，通过内部的累加/减器完成最终的控制量输出。在上述技术方案的基础上，将控制量曲线利用直线线段进行工程拟合时，控制量 曲线的分段数确定原则是在允许的误差范围内尽量少地划分直线线段分段数。在上述技术方案的基础上，根据控制量曲线的分段数确定原则确定了控制量曲线 的分段数后，按直线线段的起始位置、长度、斜率这三个信息来逐一确定直线线段的初始控 制值ST、步进值Δ、步进个数N，由于初始控制值ST、步进值Δ不一定总是整数，使用初始值整数部分STI、初始值小数部分STD、步进值整数部分Δ I、步进值小数 部分AD、步进个数N这五个参数作为扫描控制参数来表征这条用于拟合的直线线段。在上述技术方案的基础上，扫描控制参数中小数部分的小数位数的确定依据是该 小数能无误差的表征受控部件允许的控制误差与扫频接收机的最大扫描点数之比受控部 件允许的控制误差与扫频接收机的最大扫描点数之比的小数位数即为扫描控制参数中小 数部分的小数位数。在上述技术方案的基础上，扫描控制参数具体计算过程如下步骤1，确定扫描控制参数中初始值ST和终止值SE ；步骤2，确定扫描控制参数中的步进个数N 步进个数N等于5倍的扫频宽度除以 中频带宽，所述扫频宽度为扫描终止频率与起始频率之差，具体计算公式为公式1，N=Sx1^Jf-(公式 1)BIF公式1中，Bif为中频带宽；步骤3，确定扫描控制参数中的步进值扫描控制参数中步进值△等于终止值与初始值之差再除以步进个数，具体计算公式为公式2，SE-STA=(公式 2)N步骤4，根据上述计算过程得到初始值整数部分STI、初始值小数部分STD、步进值 整数部分Δ I、步进值小数部分AD、步进个数N。在上述技术方案的基础上，所述控制器包括存储器、存储器地址累加器、寄存器、 累加/减器、扫描脉冲计数器、触发电路以及输出缓冲器，该控制器与设备工控机通过设备总线进行通信，在控制器内部，存储器存储设备工控机送入的全部扫描控制参数并将其依次传递 至寄存器；存储器地址累加器负责记录控制量曲线各条直线线段对应的扫描控制参数在存 储器内的存放地址信息；扫描脉冲计数器通过记录外部扫描脉冲个数，产生中断信号促使存储器地址累加 器进行累加计数并通过触发电路促使寄存器读取当前存储器地址累加器所指示的地址内 的扫描控制参数；触发电路负责产生存储器地址累加器、扫描脉冲计数器的复位信号以及产生存储 器读时钟信号；6寄存器读取扫描控制参数信息，将步进个数信息传递给扫描脉冲计数器，其余信 息传递给累加/减器；累加/减器进行累加/减运算并在外部扫描脉冲的上升沿输出；输出缓冲器在外部扫描脉冲的下降沿将数据传送至D/A。在上述技术方案的基础上，扫描控制的具体过程是1)、扫频接收机中的工控机计算完成扫描控制参数计算后，通过设备总线依次向 控制器内部的存储器写入扫描控制参数，所述扫描控制参数包括每条直线线段控制参数的 初始值整数部分、初始值小数部分、步进值整数部分、步进值小数部分和步进个数；其中，存储器内部被划分为若干区域，一个区域记录一条直线线段的扫描控制参 数；在每个区域中，扫描控制参数又按照初始值整数部分、初始值小数部分、步进值整数部 分、步进值小数部分、步进个数次序排列；2)、完成存储器存储操作后，扫频接收机中的工控机计算产生触发信号；触发电路 接收到触发信号后，它首先会复位存储器地址累加器和扫描脉冲计数器；然后，触发电路产 生存储器的读时钟信号，将存储器地址累加器所指示的地址内的扫描控制参数输出至内部 数据总线上；最后触发电路通知寄存器从内部数据总线上读取扫描控制参数；由于累加/ 减器的数据输入端和扫描脉冲计数器的模输入端直接与寄存器的输出端相连，因此，寄存 器读取的扫描控制参数也就传递到了累加/减器和扫描脉冲计数器上；这样，累加/减器的 初始值被赋予了控制量的初始值；累加/减器的累加量被赋予了控制量的步进值；扫描脉 冲计数器的模被赋予了步进个数；3)、扫频接收机中的工控机计算产生扫描脉冲，扫描脉冲的间隔时间等于扫频接 收机总的扫描时间与总的步进个数之比，总步进个数等于各段步进个数之和；扫描脉冲计 数器对扫描脉冲进行计数，同时，累加/减器在扫描脉冲的作用下不断进行累加/减计算并 通过输出缓冲器及D/A输出；4)、当扫描脉冲计数器计数值与设定的计数器模相等时，扫描脉冲计数器产生中 断脉冲并自复位；中断脉冲首先通知存储器地址累加器进行地址累加，然后通知触发电路 将地址累加器所指示的地址内的扫描控制参数输出至内部数据总线上；最后，触发电路通 知寄存器再次从内部数据总线上读取扫描控制参数；这样，下一段的扫描控制参数被重新 赋予了累加/减器和扫描脉冲计本文档来自技高网...

【技术保护点】
扫频接收机的扫描控制参数的计算与数字控制方法，其特征在于：在扫描前，将控制量曲线利用直线线段进行工程拟合并提炼计算得到每条直线线段控制量的初始值整数部分、初始值小数部分、步进值整数部分、步进值小数部分和步进个数作为扫描控制参数；扫描前，将已计算的各扫描控制参数按次序写入控制器中；扫描过程中，从第一段的扫描控制参数开始，控制器通过内部中断自动装载下一段的扫描控制参数；控制器根据外部扫描脉冲，通过内部的累加／减器完成最终的控制量输出。

【技术特征摘要】
扫频接收机的扫描控制参数的计算与数字控制方法，其特征在于在扫描前，将控制量曲线利用直线线段进行工程拟合并提炼计算得到每条直线线段控制量的初始值整数部分、初始值小数部分、步进值整数部分、步进值小数部分和步进个数作为扫描控制参数；扫描前，将已计算的各扫描控制参数按次序写入控制器中；扫描过程中，从第一段的扫描控制参数开始，控制器通过内部中断自动装载下一段的扫描控制参数；控制器根据外部扫描脉冲，通过内部的累加/减器完成最终的控制量输出。2.如权利要求1所述的扫频接收机的扫描控制参数的计算与数字控制方法，其特征在 于将控制量曲线利用直线线段进行工程拟合时，控制量曲线的分段数确定原则是在允 许的误差范围内尽量少地划分直线线段分段数。3.如权利要求2所述的扫频接收机的扫描控制参数的计算与数字控制方法，其特征在 于根据控制量曲线的分段数确定原则确定了控制量曲线的分段数后，按直线线段的起始 位置、长度、斜率这三个信息来逐一确定直线线段的初始控制值ST、步进值Δ、步进个数N，由于初始控制值ST、步进值Δ不一定总是整数，使用初始值整数部分STI、初始值小数部分STD、步进值整数部分Δ I、步进值小数部分 Δ D、步进个数N这五个参数作为扫描控制参数来表征这条用于拟合的直线线段。4.如权利要求3所述的扫频接收机的扫描控制参数的计算与数字控制方法，其特征在 于扫描控制参数中小数部分的小数位数的确定依据是该小数能无误差的表征受控部件允 许的控制误差与扫频接收机的最大扫描点数之比受控部件允许的控制误差与扫频接收机 的最大扫描点数之比的小数位数即为扫描控制参数中小数部分的小数位数。5.如权利要求3所述的扫频接收机的扫描控制参数的计算与数字控制方法，其特征在 于扫描控制参数具体计算过程如下步骤1，确定扫描控制参数中初始值ST和终止值SE ；步骤2，确定扫描控制参数中的步进个数N 步进个数N等于5倍的扫频宽度除以中频 带宽，所述扫频宽度为扫描终止频率与起始频率之差，具体计算公式为公式1，N=5xF终止一F初始(公式丄)公式1中，Bif为中频带宽；步骤3，确定扫描控制参数中的步进值扫描控制参数中步进值△等于终止值与初始 值之差再除以步进个数，具体计算公式为公式2，A SE — ST . r、NΔ=——~ (公式 2) N步骤4，根据上述计算过程得到初始值整数部分STI、初始值小数部分STD、步进值整数 部分ΔΙ、步进值小数部分AD、步进个数N。6.如权利要求3所述的扫频接收机的扫描控制参数的计算与数字控制方法，其特征在 于所述控制器包括存储器、存储器地址累加器、寄存器、累加/减器、扫描脉冲计数器、触 发电路以及输出缓冲器，该控制器与设备工控机通过设备总线进行通信，2在控制器内部，存储器存储设备工控机送入的全部扫描控制参数并将其依次传递至寄 存器；存储器地址累加器负责记录控制量曲线各条直线线段对应的扫描控制参数在存储器 内的存放地址信息；扫描脉冲计数器通过记录外部...

【专利技术属性】
技术研发人员：张文东，覃宇建，张志，李高升，杨东营，周东明，
申请(专利权)人：中国电子科技集团公司第四十一研究所，中国人民解放军国防科学技术大学，
类型：发明
国别省市：34[中国|安徽]