一种脉冲无线电引信发射机的仿真设计
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【 关键词 】脉 冲无 线电｝ 】 信 发射 机 ；ＤＤ Ｓ ；Ｆ Ｓ Ｋ
１ ． 脉冲无线电引信发射机组成 在 无线 通信 中，通 信 发射 机 的作 用是 产 生一个功率 足够大 的高频振 荡送给发射 天线 ， 通过天线转 换成空 间电磁 波传送到接 收端。它 由调制信 号发生器 、调制 器、高频振 荡器及 电 源 组合 组 成 。调 制 信 号发生 器 是一 个 自激 间 歇振 荡 器 ，其 间歇 振 荡器 的 脉冲 重 复频 率为 ４ ０ ０ Ｈ ｚ 。 由调制 信号 发生器 产生 一个有 一定 重 复周 期 、幅度为 ５ ０ ０ ￣６ ０ ０ Ｖ 的正 脉冲 ，加至 调 制管 ，使调 制管 开启 ，输 出一个幅 度达２ ０ ０ ０ Ｖ 的 正脉 冲 ，加 至 高频 振荡 器 ， 以调 制 高频振 荡器 ，产 生一 个高 频脉冲 信号 。Ｄ Ｄ Ｓ 即直接 数 字频 率 合成 技 术 ，可 以产 生 高精度 ，高 分 辨 率 的脉 冲 信号 ，应 用 于 引信 具有 很 大的 优
在这种模式 下，输 出频率值被 装载在频 率 调谐字寄存器 ｌ 和２ 中以及 ２ ９ 芯脚 的逻 辑 电平 中 （ Ｆ Ｓ Ｋ ／ Ｂ Ｐ Ｓ Ｋ ／ Ｈ Ｏ Ｌ Ｄ ） ，２ ９ 芯脚 为低时选 择Ｆ １ （ 频 率 调谐字 １ ，１ ６ 进制 的并行 地址４ ９ ） ；为 高时选 择Ｆ Ｏ （ 频率调 谐字０ ，１ ６ 进 制的并行地 址Ａ — Ｆ ） 。 频率变 化为 相位连 续 的，而 且同２ ９ 芯脚 上Ｆ Ｓ Ｋ 数据保持一致 。 Ｆ Ｓ Ｋ ／ Ｂ Ｐ Ｓ Ｋ ／ Ｈ Ｏ Ｌ Ｄ 引脚 描述 ：多功 能复用 引 脚 。Ｆ Ｓ Ｋ ￣ ２ 作模式下 ，低 电平选择频率Ｆ ，高电 平选 。 Ａ Ｄ ９ ８ ５ ２ 内部有两个频率 寄存器 ，可 以设定 两个不 同的频率Ｆ Ｉ ￣ Ｄ Ｆ Ｏ ，如果 在控制 寄存 器中 设置 了第 ２ ９ 脚Ｆ Ｓ Ｋ ／ Ｂ Ｐ ｓ Ｋ ／ Ｈ Ｏ Ｌ Ｄ 为Ｆ Ｓ Ｋ 模式 ，则输 入该 引脚 的数字信 号将被调 制到Ｆ １ 和Ｆ ２ 上， 低 电平时 输出Ｆ １ 频率 的信 号 ，高 电平时 输 出 冲波 。 Ｆ ２频率 的信号 。 表１ Ａ Ｄ ９ ８ ５ ２ 操作模式选择表 当Ｆ 为键盘输入 频率 ，Ｆ ， ＝ Ｏ ，时，Ｆ Ｓ Ｋ 调制 Ｍ ｏ ｄ ｅ ２ Ｍ ｏ ｄ ｅ ｌ Ｍ ｏ ｄ ｅ Ｏ 功能 输 出结果就为 一脉冲波形 。脉冲波 的频率随着 ０ ０ Ｏ 单音调谐 键控 信号输入 的频率变化 ，键控信 号输入为时 ０ Ｏ １ 频移键控 钟频 率Ｆ ，则脉冲波 的频率为Ｆ 。 ／ ２ 。 ０ １ Ｏ 带斜 坡 的频 移 键 控 ０ １ ｌ 触发 ４ ． 软件设计 １ １ ０ Ｏ 相 移 键控 编程时采用 模块化的编程方 法 ，每个模块 是一个结 构完整 、相对 独立 的程序 段。这些程 序可 以任 意调用 、修 改，这样 ，使 整个程序 结 ｉ载 波发生 嚣 １ 构清晰 ，组合灵活 ，维护调试方便 。Ａ Ｄ ９ ８ ５ ２ 的 通信方式 有并行通信和 串行通信两 种，并行通 信 的最大 速度可 以达 到Ｉ Ｏ Ｏ Ｍ Ｈ ｚ ，而 串行通信 的 最人 速度 是Ｉ Ｏ Ｍ Ｈ ｚ 。使 用 串行 口可 以使 电路 简 化 ，因此本 系统 中 ，单 片机 对Ｄ Ｄ Ｓ 的参 数控 制 载波 发生器 ２； 均 通 过 并 行 曰通 信 方 式 。 单 片机的主要工作 是对键盘进行扫 描 ，从 用 ｂ （ ｔ １ 控 键盘 接收相应 的键值 ，包括合 成信号 的频 率 ， 制 开荑 幅 度 的放 大和 衰 减倍 数 以及 各 种功 能 按键 的 图１ ２ Ｆ Ｓ Ｋ 信号的产 生 值 ，再 通 过键 值 解释 程 序执 行 相应 的操作 。 键控法是利用矩 形脉冲ｂ （ ｔ ） 来控制 开关 电 Ａ Ｄ ９ ８ ５ ２ 的Ｄ Ｏ — Ｄ ７ 口分 别与Ａ Ｔ ８ ９ Ｃ ５ １ 的Ｐ ２ ． ０ 一 Ｐ ２ ． ７ 路 对两 个不 同的独 立频率 源进 行选通 ，如 图 １ 口相 连 ，接收 到需要产生 的频率数据后 ，单片 所 示。 机 经过 内部运 算得出Ａ Ｄ ９ ８ ５ ２ 产生该频率 所需 的
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２ ． Ｄ Ｄ Ｓ 的基本原理与参数计算 个直接数字频 率合成器 由相位 累加器 、 加法 器 、波 形存 储Ｒ Ｏ Ｍ 、Ｄ ／ Ａ 转 换 器和 低通 滤
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波器 （ Ｌ Ｐ Ｆ ） 构成 。
பைடு நூலகம்
直接数 字频 率合成 技术 （ Ｄ Ｄ Ｓ ） ，是从 相位 概念 出发 ，对 需要合成信 号的波形进 行相位分 割 ，对分割 后的相位值 赋予相应 的地 址 ，然后 按时钟频 率 以一定 的步 长抽取这 些地 址 ，利用 信 号相 位 与幅 度 的关 系 ，按 照一 定 的步 长抽 取相位 累加器地址 的同时 ，输 出相 应的幅度样 值 ，这 些幅度样值 的包 络就反 映了需要合成信 号 的波形 。这样 ，当波 形Ｒ Ｏ Ｍ 中存 入不 同波 形 幅度值时 ，Ｄ Ｄ Ｓ 就可 以产生任 意波 了。 相位 累加 器是Ｄ Ｄ Ｓ 的核心部 件 ，其 内部 由 级联 的加法器和相 位寄存器构 成。在时钟 脉冲 的作 用下 ，加法 器将频率控 制字与累加 寄存 器 输 出的数据相加 ，相加后 的结果送到 累加 寄存 器 的数据输入端 。累加寄存器 将加法器在 上一 个时钟作用后所 产生的新 相位 数据反馈 到加法 器 的输入端 ，以使加法器 在下一个时钟 的作用 下继续与频 率控 制字相加 。这样 ，相位 累加器 在 参考时钟 的作用下进行 线性相位 累加 ，当相 片机 的外 部晶振使用７ ． ２ Ｍ ，用 以产 生１ ８ ０ ０ Ｈ ｚ 的 信号 。软件流程 图如 图９ 所示 。
Ｉ 一 一 竣 廑 …………………………一
一
种脉 冲 无 线 电 引信 发 射 机 的仿 真 设 计
中北大学 刘 曼 张 亚 李世 中
【 摘要 】针 对传 统脉冲 引信发 射机 多以模拟信 号源 产生信 号 ，信 号精度 低 ，体 积大 ，较难满足 Ｉ 信 作战技 术要 求，结合 微 电子和数 字集成 电路在 军事领 域 的迅 猛发
势。
位 累加器 累加满 量时就会产 生一次溢 出，完成 个周 期性 的动作 ，这个 周期 就是Ｄ Ｄ Ｓ 合 成信 号的一个频率周 期 ，累加器 的溢 出频率 就是输 出 的 信 号 频 率 。 ３ ． 产 生脉冲波 形 应 用Ｄ Ｉ ） Ｓ 芯片采 用 Ｆ Ｓ Ｋ 调 制产 生 脉冲波 。 Ｆ Ｓ Ｋ 是 频 移键 控 调 制 的 简 写 ， 即用 不 同 的频 率来表 示 不同 的符 号 。例￣２ Ｋ Ｈ ｚ 表示 符号０ ， ３ Ｋ Ｈ ｚ 表示 符号ｌ 。采用 不带斜坡 的Ｆ Ｓ Ｋ 调制生成 脉冲波 ，抗噪声和抗衰减性 能好，稳定可靠 。 用Ａ Ｄ ９ ８ ５ ２ 芯 片产 生脉 冲 波 。Ａ Ｄ ９ ８ ５ ２ 可编 程操作模 式有五种 。通过对控制 寄存器 中的三 位数 可选 择模 式，表 ｌ 列 出了每种 模式 的重要 功 能及其 实用 性 ，当选择 不带斜 坡的Ｆ Ｓ Ｋ 调 制 （ Ｏ ０ ｌ 模 式 ），实 现的 即为频 移键控 ，产 生脉
展 ，提 出了基于直接 数 字频率合成 技术的脉 冲波发 生器。该 方法 以单 片机Ａ Ｔ ８ ９ Ｃ ５ １ 控制 产生波形 频率 ，￣Ａ Ｄ９ ８ ５ ２ 芯 片合成脉冲 波形 ，经Ａ／ Ｄ转 化及 滤波器处 理 ，产 生平 滑清 晰的脉冲波 形。该脉冲 发生器具 有频率分 辨率高 ，频率切换 速度快等优 点 ，很好 的适应 ７现代化作 战对 引信技术 的要求。
１ ． 脉冲无线电引信发射机组成 在 无线 通信 中，通 信 发射 机 的作 用是 产 生一个功率 足够大 的高频振 荡送给发射 天线 ， 通过天线转 换成空 间电磁 波传送到接 收端。它 由调制信 号发生器 、调制 器、高频振 荡器及 电 源 组合 组 成 。调 制 信 号发生 器 是一 个 自激 间 歇振 荡 器 ，其 间歇 振 荡器 的 脉冲 重 复频 率为 ４ ０ ０ Ｈ ｚ 。 由调制 信号 发生器 产生 一个有 一定 重 复周 期 、幅度为 ５ ０ ０ ￣６ ０ ０ Ｖ 的正 脉冲 ，加至 调 制管 ，使调 制管 开启 ，输 出一个幅 度达２ ０ ０ ０ Ｖ 的 正脉 冲 ，加 至 高频 振荡 器 ， 以调 制 高频振 荡器 ，产 生一 个高 频脉冲 信号 。Ｄ Ｄ Ｓ 即直接 数 字频 率 合成 技 术 ，可 以产 生 高精度 ，高 分 辨 率 的脉 冲 信号 ，应 用 于 引信 具有 很 大的 优
在这种模式 下，输 出频率值被 装载在频 率 调谐字寄存器 ｌ 和２ 中以及 ２ ９ 芯脚 的逻 辑 电平 中 （ Ｆ Ｓ Ｋ ／ Ｂ Ｐ Ｓ Ｋ ／ Ｈ Ｏ Ｌ Ｄ ） ，２ ９ 芯脚 为低时选 择Ｆ １ （ 频 率 调谐字 １ ，１ ６ 进制 的并行 地址４ ９ ） ；为 高时选 择Ｆ Ｏ （ 频率调 谐字０ ，１ ６ 进 制的并行地 址Ａ — Ｆ ） 。 频率变 化为 相位连 续 的，而 且同２ ９ 芯脚 上Ｆ Ｓ Ｋ 数据保持一致 。 Ｆ Ｓ Ｋ ／ Ｂ Ｐ Ｓ Ｋ ／ Ｈ Ｏ Ｌ Ｄ 引脚 描述 ：多功 能复用 引 脚 。Ｆ Ｓ Ｋ ￣ ２ 作模式下 ，低 电平选择频率Ｆ ，高电 平选 。 Ａ Ｄ ９ ８ ５ ２ 内部有两个频率 寄存器 ，可 以设定 两个不 同的频率Ｆ Ｉ ￣ Ｄ Ｆ Ｏ ，如果 在控制 寄存 器中 设置 了第 ２ ９ 脚Ｆ Ｓ Ｋ ／ Ｂ Ｐ ｓ Ｋ ／ Ｈ Ｏ Ｌ Ｄ 为Ｆ Ｓ Ｋ 模式 ，则输 入该 引脚 的数字信 号将被调 制到Ｆ １ 和Ｆ ２ 上， 低 电平时 输出Ｆ １ 频率 的信 号 ，高 电平时 输 出 冲波 。 Ｆ ２频率 的信号 。 表１ Ａ Ｄ ９ ８ ５ ２ 操作模式选择表 当Ｆ 为键盘输入 频率 ，Ｆ ， ＝ Ｏ ，时，Ｆ Ｓ Ｋ 调制 Ｍ ｏ ｄ ｅ ２ Ｍ ｏ ｄ ｅ ｌ Ｍ ｏ ｄ ｅ Ｏ 功能 输 出结果就为 一脉冲波形 。脉冲波 的频率随着 ０ ０ Ｏ 单音调谐 键控 信号输入 的频率变化 ，键控信 号输入为时 ０ Ｏ １ 频移键控 钟频 率Ｆ ，则脉冲波 的频率为Ｆ 。 ／ ２ 。 ０ １ Ｏ 带斜 坡 的频 移 键 控 ０ １ ｌ 触发 ４ ． 软件设计 １ １ ０ Ｏ 相 移 键控 编程时采用 模块化的编程方 法 ，每个模块 是一个结 构完整 、相对 独立 的程序 段。这些程 序可 以任 意调用 、修 改，这样 ，使 整个程序 结 ｉ载 波发生 嚣 １ 构清晰 ，组合灵活 ，维护调试方便 。Ａ Ｄ ９ ８ ５ ２ 的 通信方式 有并行通信和 串行通信两 种，并行通 信 的最大 速度可 以达 到Ｉ Ｏ Ｏ Ｍ Ｈ ｚ ，而 串行通信 的 最人 速度 是Ｉ Ｏ Ｍ Ｈ ｚ 。使 用 串行 口可 以使 电路 简 化 ，因此本 系统 中 ，单 片机 对Ｄ Ｄ Ｓ 的参 数控 制 载波 发生器 ２； 均 通 过 并 行 曰通 信 方 式 。 单 片机的主要工作 是对键盘进行扫 描 ，从 用 ｂ （ ｔ １ 控 键盘 接收相应 的键值 ，包括合 成信号 的频 率 ， 制 开荑 幅 度 的放 大和 衰 减倍 数 以及 各 种功 能 按键 的 图１ ２ Ｆ Ｓ Ｋ 信号的产 生 值 ，再 通 过键 值 解释 程 序执 行 相应 的操作 。 键控法是利用矩 形脉冲ｂ （ ｔ ） 来控制 开关 电 Ａ Ｄ ９ ８ ５ ２ 的Ｄ Ｏ — Ｄ ７ 口分 别与Ａ Ｔ ８ ９ Ｃ ５ １ 的Ｐ ２ ． ０ 一 Ｐ ２ ． ７ 路 对两 个不 同的独 立频率 源进 行选通 ，如 图 １ 口相 连 ，接收 到需要产生 的频率数据后 ，单片 所 示。 机 经过 内部运 算得出Ａ Ｄ ９ ８ ５ ２ 产生该频率 所需 的
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２ ． Ｄ Ｄ Ｓ 的基本原理与参数计算 个直接数字频 率合成器 由相位 累加器 、 加法 器 、波 形存 储Ｒ Ｏ Ｍ 、Ｄ ／ Ａ 转 换 器和 低通 滤
一
波器 （ Ｌ Ｐ Ｆ ） 构成 。
பைடு நூலகம்
直接数 字频 率合成 技术 （ Ｄ Ｄ Ｓ ） ，是从 相位 概念 出发 ，对 需要合成信 号的波形进 行相位分 割 ，对分割 后的相位值 赋予相应 的地 址 ，然后 按时钟频 率 以一定 的步 长抽取这 些地 址 ，利用 信 号相 位 与幅 度 的关 系 ，按 照一 定 的步 长抽 取相位 累加器地址 的同时 ，输 出相 应的幅度样 值 ，这 些幅度样值 的包 络就反 映了需要合成信 号 的波形 。这样 ，当波 形Ｒ Ｏ Ｍ 中存 入不 同波 形 幅度值时 ，Ｄ Ｄ Ｓ 就可 以产生任 意波 了。 相位 累加 器是Ｄ Ｄ Ｓ 的核心部 件 ，其 内部 由 级联 的加法器和相 位寄存器构 成。在时钟 脉冲 的作 用下 ，加法 器将频率控 制字与累加 寄存 器 输 出的数据相加 ，相加后 的结果送到 累加 寄存 器 的数据输入端 。累加寄存器 将加法器在 上一 个时钟作用后所 产生的新 相位 数据反馈 到加法 器 的输入端 ，以使加法器 在下一个时钟 的作用 下继续与频 率控 制字相加 。这样 ，相位 累加器 在 参考时钟 的作用下进行 线性相位 累加 ，当相 片机 的外 部晶振使用７ ． ２ Ｍ ，用 以产 生１ ８ ０ ０ Ｈ ｚ 的 信号 。软件流程 图如 图９ 所示 。
Ｉ 一 一 竣 廑 …………………………一
一
种脉 冲 无 线 电 引信 发 射 机 的仿 真 设 计
中北大学 刘 曼 张 亚 李世 中
【 摘要 】针 对传 统脉冲 引信发 射机 多以模拟信 号源 产生信 号 ，信 号精度 低 ，体 积大 ，较难满足 Ｉ 信 作战技 术要 求，结合 微 电子和数 字集成 电路在 军事领 域 的迅 猛发
势。
位 累加器 累加满 量时就会产 生一次溢 出，完成 个周 期性 的动作 ，这个 周期 就是Ｄ Ｄ Ｓ 合 成信 号的一个频率周 期 ，累加器 的溢 出频率 就是输 出 的 信 号 频 率 。 ３ ． 产 生脉冲波 形 应 用Ｄ Ｉ ） Ｓ 芯片采 用 Ｆ Ｓ Ｋ 调 制产 生 脉冲波 。 Ｆ Ｓ Ｋ 是 频 移键 控 调 制 的 简 写 ， 即用 不 同 的频 率来表 示 不同 的符 号 。例￣２ Ｋ Ｈ ｚ 表示 符号０ ， ３ Ｋ Ｈ ｚ 表示 符号ｌ 。采用 不带斜坡 的Ｆ Ｓ Ｋ 调制生成 脉冲波 ，抗噪声和抗衰减性 能好，稳定可靠 。 用Ａ Ｄ ９ ８ ５ ２ 芯 片产 生脉 冲 波 。Ａ Ｄ ９ ８ ５ ２ 可编 程操作模 式有五种 。通过对控制 寄存器 中的三 位数 可选 择模 式，表 ｌ 列 出了每种 模式 的重要 功 能及其 实用 性 ，当选择 不带斜 坡的Ｆ Ｓ Ｋ 调 制 （ Ｏ ０ ｌ 模 式 ），实 现的 即为频 移键控 ，产 生脉
展 ，提 出了基于直接 数 字频率合成 技术的脉 冲波发 生器。该 方法 以单 片机Ａ Ｔ ８ ９ Ｃ ５ １ 控制 产生波形 频率 ，￣Ａ Ｄ９ ８ ５ ２ 芯 片合成脉冲 波形 ，经Ａ／ Ｄ转 化及 滤波器处 理 ，产 生平 滑清 晰的脉冲波 形。该脉冲 发生器具 有频率分 辨率高 ，频率切换 速度快等优 点 ，很好 的适应 ７现代化作 战对 引信技术 的要求。