雷达天线电源故障检测电路的设计

图4是A/D转换电路，主要功能是对输入的被测电压进行数据转换，转换的结果送单片机。A/D转换器件选用ADI公司的AD670，八位分辨率，10μs转换速度，可程控单极性或者双极性输入，单极性满量程输入范围为0～2.55V，双极性为-1.28～+1.27V，图中信号ADRDY为A/D转换完成信号，接单片机的I/O引脚，当ADRDY为低时，表示数据转换完成，在程序中通过查询该信号的状态判断A/D是否转换完成。信号ADCE、ADCS、ADRW分别是A/D的芯片使能、片选及读写控制信号，ADCE和ADCS低有效，分别接单片机的地址线P20和P21，ADRW为低时对A/D进行写操作，即写入控制命令，如单极性或者双极性操作等，ADRW为高时对A/D进行读操作，读出转换结果，该信号在CPLD中产生。
　　
　　单片机及外围电路

图5 单片机及外围电路

图5是单片机及外围电路，单片机选用ATMEL公司的AT89C55，内部带有20K字节的程序存储器，是整个故障检测电路的控制核心，它通过运行程序控制检测电路进行电压检测，将检测的结果进行初步处理，产生单元级故障表，送上级进行综合处理。集成电路D2(MAX813)是看门狗，主要功能是监视单片机程序的运行状态，如果程序跑飞超过1.6秒，看门狗就产生一个复位信号，对单片机进行复位，使程序重新进入正常步骤。集成电路D3(MAX485)是RS-485串行通信接口，它实现TTL电平与RS-485电平的相互转换，是检测电路与上级单元的通信接口。二极管V2是故障指示灯，当检测到电源故障时，点亮指示灯。
　　
CPLD逻辑电路
　　
　　图6是CPLD内部逻辑电路，CPLD选用的是LATTICE公司的ispLSI1016E，逻辑设计采用原理图输入法，主要功能是对MUX的通道进行选择、对A/D转换器进行控制及产生自检代码等。图中有三个主要器件：数据双向开关、数据锁存器、译码器。数据双向开关的OE为低时，数据A0～A7传向单片机的数据线D0～D7,该数据正常时是自检代码AAH，当OE为高时，单片机数据传向CPLD内部的锁存器，用来对多路模拟开关进行选择。端口地址译码使用了单片机的RD、WR、P22、P23引脚，还使用了单片机的P20及P21引脚，它们分别连接到A/D转换器CS和CE端，具体地址定义如下：
　　
CPLD自检测地址：0x0700
通道选择数据锁存器地址：0x0b00
A/D转换器写地址：0x0c00
A/D转换器读地址：0x0e00
　　
　　信号MUX1～MUX5是MUX电路的前级芯片选择信号，高电平有效;DD0～DD2是MUX电路前级的通道选择信号，取值范围是0～34，对应模拟通道的1～35;DD5～DD7是MUX电路的后级通道选择信号，取值范围为0～4，分别对应前级的五个MUX的输出信号。这些信号的产生过程是：单片机通过数据线D0～D7将通道选择数据及芯片选择数据送到锁存器，产生通道选择信号DD0～DD2及DD5～DD7，再将部分数据进行译码产生MUX的片选信号MUX1～MUX5。

图6 CPLD逻辑电路

结语
　　
　　目前该天线电源故障检测电路已经应用到某雷达中，随雷达系统通过设计定型，进入批量生产阶段，实践证明，该检测电路工作稳定可靠，能准确实时的对天线电源系统进行监测，故障检测率≥98%，故障隔离率≥95%，虚警率≤3%，达到设计要求。