一種基于單片機的空間立體電磁干擾儀
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2．1 電磁波產生電路
2．1．1 信號源
直接數(shù)字頻率合成(DDS)是一種新的頻率合成技術，它將先進的數(shù)字處理理論與方法引入頻率合成領域，全數(shù)字化結構便于實現(xiàn)程控。采用全數(shù)字的頻率合成器，頻率切換速度快，便于控制，而且易于實現(xiàn)，也能產生線性度高的線性調頻信號，實現(xiàn)線性調頻信號的輸出。通過AD9852芯片實現(xiàn)的可調頻率達0～300 MHz。
DDS技術具有廣泛的應用，它可實現(xiàn)多點、高相噪的點頻和頻率步進輸出，可用來實現(xiàn)MFSK，QPSK等通信方式，在擴頻通信中能實現(xiàn)跳頻模式。
目前，QIALCOMM公司的DDS芯片系列有Q2220，Q2230等，內部沒有集成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(tǒng)要求產生的信號形式有單頻連續(xù)波、單頻脈沖波、線性調頻連續(xù)波、線性調頻脈沖等波形，以AD9850為基本DDS的結構，不支持線性調頻波形的輸出，而AD9852能輸出高信噪比的點頻信號，支持線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(shù)據(jù)寄存器和控制寄存器統(tǒng)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，且頻率增益曲線較為平坦，在30 MHz時增益為25 dB，假設輸出功率為1 W，通過Gp=10log(Po／Pi)的換算，得輸入功率僅為3．1mW。對較專業(yè)的高頻模塊來說，MC7210性價比較高。
2．1．4 定向發(fā)射天線
對于50～150 MHz的發(fā)射系統(tǒng)來說，若采用長直導線，則天線將變得很長，故參考一般收音機的天線設計，將3 m長的油浸導線纏繞在低感磁棒上，依次做3根，將同名端導線串接起來，這樣三組構成了一個磁棒天線陣列，定向發(fā)射的指向性較好。
2．2 電磁波接收電路
定向接收天線制作參考定向發(fā)射天線。
2．2．1 高頻小信號的放大及濾波
天線采集到的信號十分微弱且夾雜噪音(由被測件產生)，故要對其進行放大和濾波處理，由于要驅動兩路(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鐘信號，經過內部1／K(K可調)的分頻，出來的周期已經十分緩慢，這時再用單片機對其測周期，得出的值將十分接近精確。由于CPLD的時鐘一般為方波，故這里要將經過高頻小信號的放大及濾波后信號進行施密特變換，然后再送給CPLD。
采用幅度與頻率分開測量的好處就是節(jié)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)射天線經過被測件傳遞至接收天線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、對電磁波幅度進行A／D采集和頻率采集，對人機交互界面及系統(tǒng)電源進行監(jiān)視。
2．5 電源監(jiān)視
單片機4793通過A／D采集監(jiān)視系統(tǒng)各電源。
由于本系統(tǒng)要求的核心技術是產生信號形式為單頻連續(xù)波、單頻脈沖波、線性調頻連續(xù)波、線性調頻脈沖等波形，以AD9850為基本DDS的結構，不支持線性調頻波形的輸出。因此本系統(tǒng)運用AD9852能輸出高信噪比的點頻信號，支持線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(shù)據(jù)寄存器和控制寄存器統(tǒng)一編址，具有控制方便的特點，實現(xiàn)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，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(xiàn)代電磁環(huán)境越發(fā)惡劣的情況下，為電子產品的抗干擾試驗，即電磁兼容性設計提供了很好的技術支撐。本文引用地址：http://butianyuan.cn/article/171877.htm
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