《PSM型150kW短波发射机自动调谐系统抗干扰性设计》-工学论文，通信论文-论文范文参考-科学狗论文网

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PSM型150kW短波发射机自动调谐系统抗干扰性设计

范文

阎婷婷

【摘要】由于大功率短波发射机工作环境的特殊性，高频信号极容易对弱电信号产生干扰，造成错误指令，影响整个系统的运行，抗干扰设计在发射机自动调谐系统中至关重要。

【关键字】高频大功率短波发射机抗干扰

电磁干扰（Electromagnetic Interference，EMI）是干扰电缆信号并降低信号完好性的电子噪音，EMI通常由电磁辐射发生源（干扰源）产生，是干扰源把一个电网络上的信号耦合（干扰）到另一个电网络的现象。根据介质的不同，电磁干扰可分为传导干扰和辐射干扰两种；其中，传导干扰的通过导电介质耦合；辐射干扰通过空间耦合。在高速PCB及系统设计中，高频信号线、集成电路的引脚、各类接插件等都可能成为具有天线特性的辐射干扰源，能发射电磁波并影响其他系统或本系统内其他子系统的正常工作。大功率短波发射机房的电磁环境较差，主要是由于高频信号、残波辐射等的干扰，极易对线路产生影响，造成逻辑误动作，严重时会影响整个系统的运行，是影响设备正常运转的重大隐患。因此，发射机自动调谐系统设计中的抗干扰设计，是一个尤为重要的环节。PSM型150kW短波发射机自动调谐系统的抗干扰设计主要有三个方面：运用屏蔽技术和接地技术消除干扰、限位信号处理及FPGA内部抗干扰性设计。

一、运用屏蔽技术和接地技术消除干扰

为有效的抑制电磁波的辐射和传导及高次谐波引发的噪声电流，将电机、驱动器和调谐系统的连线都采用屏蔽线，将屏蔽线的铜皮接地；将屏蔽线用铜管包住，拐弯处用蛇皮线转接，蛇皮线接地。

二、限位信号的处理

电机的限位信号是非常重要的信号，下限位信号作为精确定位的参考点，上限位信号作为防止电机误动作而损坏元件的保护信号，由于在逻辑上设计的是电机转动到上限位时FPGA只能送出反转信号，不能够正转；电机转动到下限位FPGA只能够送出正转信号，不能够反转，此为在逻辑上对电机限位进行保护。当电机限位信号被干扰时，若上限位被干扰，则电机无法正转，反之无法反转。

FPGA输入电路是发光二极管的N极，并且串入一个限流电阻，限位开关也采用光电三极管的集电极进行输出，由于限流电阻的存在，使得限位开关的三极管不能够很好的工作在开关状态，造成在正常状态下（电机不在限位时），三极管不能很好的导通，而是工作在放大区，使得输入电压过高，从而会引入干扰为了增强其抗干扰性能，引入限位比较器，如图1所示。

左边的一个凹槽状的器件即为光电限位开关，由两个器件组成，一个发射端、一个接收端，发射端的发光二极管采用330Ω1/2W的电阻限流，S1为机械开关，平时为长闭状态，一般只有光电限位损坏才能够起作用，损坏后需对光电限位进行检修。当电机不在限位状态时，挡片离开凹槽，此时光敏三极管导通，由于有R2的上拉电阻存在，并且电阻值为10KΩ，使得光敏三极管很好的导通，工作在饱和状态，将放大器LM324的正向输入端拉低，电平接近于0；此时调节电位器R3的值，使得LM324的反向输入端变高，当电压高过线上进入的串扰电压时，即可将干扰信号滤除，并且将逻辑“0”送入FPGA输入端。当电机转动到限位时，必须使得LM324的正向输入端足够大，即高于反向输入端的电压，此时将逻辑“1”送入FPGA进行判断。此电路滤除干扰的关键是使得限位开关工作到饱和状态，并且引入门限电压。

三、FPGA内部抗干扰性设计

很多输入信号送入FPGA并不是直接进行判断，而是采用时钟采样的方式先进行滤波，将可能产生毛刺的信号进行处理，一般是根据信号的性质采取不同的措施，这里不再赘述。同外部电路以及外部相关线路相比，在FPGA内部产生的信号不会被干扰。所以，FPGA的抗干扰性设计的基本原则就是尽量免去不必要的外部输入信号，将大部分的信号尽可能的作到芯片内部。对于2路腔体、6路、8路电感，要求只能够在粗调过程中可以转动，在细调过程或播音过程中，不允许此3路电机动作。根据现场情况经验，在系统进入细调过程中，高频信号封锁解除，很容易引入干扰，严重时也会干扰码盘计数脉冲，造成2、6、8路动作，引起打火。解决办法是在FPGA内部直接利用状态信号“粗调细调”信号进行控制，在细调过程中，利用“粗调细调”状态信号将实际位置计数器的计数脉冲封锁，滤除干扰脉冲，同时强行将2路气泵控制信号封锁，将2、6、8路电机的控制脉冲封锁。

为了确保运转在高频环境下的弱电设备正常使用，其抗干扰设计，尤其是自动控制系统的抗干扰设计极为重要。对弱电设备的选型、弱电系统的组成配置、电缆管线的布置、系统调校时分析干扰性质及来源等全过程均需采取有效的措施，以确保整个弱电系统的电磁兼容性满足要求。

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