一种用EPROM实现的天线方位比较电路

1 引 言

随着军事技术的发展，缩短雷达系统设计、调试、外场实验周期显得极为重要。而现代雷达系统面临的严重挑战是雷达工作环境的恶劣，要求在强杂波中检测目标和提取目标参数。因此，在雷达设计和分析中必然需要考虑大量非线性因素和随机因素， 而由于环境、配套服务、成本等诸多因素的影响，在现代雷达系统的设计、试验、训练过程中不可能总是采用真实目标。在这种情况下，雷达信号模拟得到了普遍重视。

该电路应用在一台目标模拟器中，该模拟器除了模拟目标的产生以外，还需要模拟实际天线运转时产生的天线方位码，给被调试设备提供正确的天线方位码及在该方位产生的目标，并且天线方位码能停在设定的角度，设定的角度为0到359度，控制精确度为1度，为了实现该功能，采用了74LS85数值大小比较器及EPROM全译码的方法，利用74LS85数值大小比较器比较模拟天线（即555时基电路产生的脉冲时钟经过74LS393计数器分频后的12位天线方位码数据）与人工设定的角度数据进行比较。当比较数据达到一致时控制555时基电路输出，此时的输出数据便是天线所停的位置。

2电路原理

模拟实际天线运转的12位天线方位码产生电路如图1所示。

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图1  12位天线方位码产生电路

模拟实际天线运转是利用555时基电路作为脉冲信号发生器产生时钟，该时钟经过分频器达到实际的转速所对应的频率，这里为20转/分或10转/分，转速控制由模拟器面板上的“天线转速”波段控制开关控制，并联电容器C11为10转/分，不并联电容器C11则为20转/分，这样就在74LS393计数器最高12位产生所需的12位天线方位码。

12位天线方位比较电路如图2所示。

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图2  12位天线方位比较电路图

12位天线方位码送到74LS85数值大小比较器与拨码开关经EPROM译码后送出的12位数据进行比较。

每个拨码开关可以从0拨到9，拨码开关输出4位二进制数据，数据为8421码输出，模拟器面板电路中有3个拨码开关，个位、十位、百位均有一个拨码开关，这样可以组合成000到359，由于百位有效拨码为0到3，其它视为无效拨码，这样百位的拨码开关仅使用低2位数据就可以了，加上个位、十位的8位数据位总共有10位数据送到EPROM。

EPROM使用输入的10位数据作为地址，通过EPROM变换为二进制角度数据。由于一片EPROM的数据线只有8位，这样就需要2片EPROM通过组合来完成12的数据输出。这里一片EPROM输出低8位数据，另外一片EPROM输出高4位数据。通过EPROM将转换后的12位数据送到比较器去。

通过51单片机判别现在的“天线运转/停”开关的所处状态，如果模拟器面板外部开关为“天线运转停”时送出开门信号。此时记数电路会停在拨盘设定的天线角度，也就是天线停的位置。否则为“天线运转”时，则51单片机送出关门信号，天线旋转不停。

3工作过程

三个十进制0～9拨码开关输入设定的角度，可以设置的角度为000～359，每个拨码开关输出4位BCD码，3个拨码开关共输出12位BCD码，这里取10位BCD码（最高位拨码开关因为只可能拨0～3，故该拨码开关的4位输出BCD码可取低两位）作为EPROM地址输入，电路中用了两片EPROM，型号为2764（8K×8位），EPROM中存放BCD码对应的二进制码，也就是十进制角度对应的12位二进制码，该12位二进制天线方位码作为数值大小比较器的输入。

74LS85数值大小比较器平常A=B输出端输出低电平，当比较输入数据相等时A=B输出端输出高电平，如果12位比较数据全部相等时，此时则3个数值大小比较器均输出高电平。

如果比较器均输出高电平，此时三输入与门D15B的三个输入就全为高电平“1”，输出也为高电平“1”，假如51单片机此时也输出“1”，则与非门D21B输出低电平“0”，三输入与门D15C此时的控制输入端为低电平，模拟产生的天线方位码此时便通不过三输入与门D15C，被封门了。三输入与门D15C输出低电平“0”，12位天线方位码计数电路停止记数，达到比较完成功能，天线停止运转，并且停在希望或者说设定的角度。

平常当模拟器外部控制开关处于“天线运转”状态时，51单片机控制输出端INT0为低电平“0”，与非门D21B输入端4脚为低电平“0”，此时与非门D21B输出端为高电平“1”，12位天线方位码计数电路的输入脉冲通过三输入与门D15C，

12位天线方位码计数电路有计数脉冲，就会这样循环计数下去，天线就不会停止旋转。

只有当单片机识别外部开关为“天线运转停”时才输出高电平“1”。

由于拨码开关所有可能的有效拨码为000～359，共有360种状态，因此实际EPROM用到的地址只有360个，十位地址即在1024个地址中有不连续的特点，即有1度的跳跃。

两片EPROM输出状态不一样，一片输出对应12位方位码高4位，一片输出对应12位方位码低8位，加到一起共12位。在将拨盘BCD码转换为EPROM中二进制数据时需注意，三个十位0～9拨码开关输出BCD码即8421码是“0”有效电平。

4 EPROM数据变换

拨码开关拨0时，输出BCD码1111,拨1时输出BCD码1110，依次类推。可得出拨码开关为0～9时对应输出为F～6H，三个拨盘的数据组合便是EPROM用到的地址，如下表所示。

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由于最高位拨盘只用到2位数，即有效拨码数据是0～3，对应拨码开关输出是3～0H，其它两个拨码开关拨码数据为0～9时对应拨码开关输出为F～6H，另外考虑到拨盘有效数据最多拨到359，360～399是无效的，可得出可用地址范围在0A6H～3FFH之间，从下表中可以看出规律。

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例如：拨盘拨到359度，则输出为00、1010、0110即0A6H，则两片EPROM中对应高4位和低8位的EPROM，

12位天线方位码代表360度分成4096份，可以计算出

1度为：  4096/360=11.38

359度应该输出11.38*359=FF5H， 2片EPROM中对应高4位和低8位的EPROM，

即FH、F5H。通过以上方法可以将000～359度所对应的数据计算好后，装入两个EPROM中。

本文作者创新点：该电路应用在一台目标模拟器中，模拟实际天线运转时产生的天线方位码，给被调试设备提供正确的天线方位码及在该方位产生的目标，并且天线方位码能停在设定的角度，设定的角度为0到359度，控制精确度为1度，该电路在仪器中已实际应用，达到了预期的效果
参 考 文 献：

[1] 王皖贞等.电子技术.北京：国防工业出版社，2001

[2 ] 何友等.雷达数据处理及应用.北京：电子工业出版社，2006

[3]  R.L.米切尔，陈训达译.雷达系统模拟.北京理工大学学报，2001

[4]  卫健，陈定阶. 雷达目标模拟器[J].现代雷达，2000，22（1）

[5] 李冰，申春林.模拟雷达图像信号源的原理与设计[J].微计算机信息，2005，1：97~98.