專利名稱：鐵氧體移相器數(shù)字化控制電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及電子技術(shù)專用設(shè)備中鐵氧體移相器控制設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種鐵氧體移相器數(shù)字化控制電路。
背景技術(shù)：
鐵氧體移相器控制電路一直是用模擬電路的DA變換器、運(yùn)算放大器等電路組成，這種電路是ー種線性電路，工作點(diǎn)隨環(huán)境變化而變化，這種電路是由計(jì)算機(jī)把要移相角度數(shù)輸入到寄存器，寄存器的輸出控制DA變換器，DA變換器的輸出變成電壓值，由電壓的高低決定了鐵氧體移相器的移相角度。但是由于線性電路工作點(diǎn)隨溫度的變化而變化，導(dǎo)致變換出相位角度也不穩(wěn)定。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型提供一種鐵氧體移相器數(shù)字化控制電路，其由脈沖的寬度決定鐵氧體的移相角度，通過(guò)對(duì)脈沖寬度的控制，實(shí)現(xiàn)移相器控制的穩(wěn)定性。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采取的技術(shù)方案為一種鐵氧體移相器數(shù)字化控制電路，包括MCU、復(fù)位脈沖信號(hào)、置位脈沖發(fā)生器以及驅(qū)動(dòng)電路；其中，MCU接收雷達(dá)總的波束指向角的值，井根據(jù)總的波束指向角計(jì)算出移相器的相位角，輸出至置位脈沖發(fā)生器中；置位脈沖發(fā)生器包括延時(shí)電路單元、觸發(fā)器單元、門(mén)電路単元、計(jì)數(shù)器単元、寄存器単元和符合電路單元；觸發(fā)器單元的輸出端連接門(mén)電路的其中ー個(gè)信號(hào)輸入端，同時(shí)可輸出置位脈沖信號(hào)；門(mén)電路的另ー個(gè)信號(hào)輸入端連接外部振源，信號(hào)輸出端輸出脈沖信號(hào)至計(jì)數(shù)器単元；計(jì)數(shù)器單元計(jì)算出脈沖的個(gè)數(shù)，并輸出至符合電路的其中ー個(gè)信號(hào)輸入端；所述移相器的相位角經(jīng)寄存器寄存后輸出至符合電路的另ー個(gè)信號(hào)輸入端；延時(shí)電路的輸入端接收TTL型復(fù)位脈沖，輸出端連接觸發(fā)器的其中一個(gè)輸入端，觸發(fā)器的另ー個(gè)輸入端連接符合電路的輸出端；驅(qū)動(dòng)電路由復(fù)位開(kāi)關(guān)電路和置位開(kāi)關(guān)電路組成；復(fù)位開(kāi)關(guān)電路中包括復(fù)位導(dǎo)通開(kāi)關(guān)以及纏繞于鐵氧體外周的復(fù)位線包；復(fù)位導(dǎo)通開(kāi)關(guān)的控制輸入端接收復(fù)位脈沖信號(hào)，信號(hào)輸出端接地，復(fù)位線包的兩端分別連接復(fù)位導(dǎo)通開(kāi)關(guān)的信號(hào)輸入端和直流電源；置位開(kāi)關(guān)電路中包括置位導(dǎo)通開(kāi)關(guān)以及纏繞于鐵氧體外周的置位線包；置位導(dǎo)通開(kāi)關(guān)的控制輸入端接收置位脈沖發(fā)生器輸出的置位脈沖信號(hào)，信號(hào)輸出端接地，置位線包的兩端分別連接置位導(dǎo)通開(kāi)關(guān)的信號(hào)輸入端和直流電源。優(yōu)選的，本實(shí)用新型中所述MCU采用單片機(jī)，可選用現(xiàn)有技術(shù)中的單片機(jī)產(chǎn)品。在應(yīng)用時(shí)，單片機(jī)在接收雷達(dá)總的波束指向角的同時(shí)，還可根據(jù)需要在雷達(dá)系統(tǒng)中增設(shè)顯示 模塊，由單片機(jī)向雷達(dá)系統(tǒng)發(fā)送移相器當(dāng)前狀態(tài)信息，并通過(guò)顯示模塊進(jìn)行顯示，使得移相器的工作過(guò)程更加直觀。優(yōu)選的，本實(shí)用新型中所述置位脈沖發(fā)生器采用現(xiàn)有技術(shù)中的CPLD芯片，可根據(jù)置位脈沖發(fā)生器的邏輯關(guān)系進(jìn)行編程，具體程序依據(jù)現(xiàn)有成熟軟件編程技術(shù)實(shí)現(xiàn)。進(jìn)ー步的，本實(shí)用新型中所述門(mén)電路連接的外部振源頻率為10MHZ。10MHZ的信號(hào)源通過(guò)門(mén)電路再輸出至計(jì)數(shù)器可分頻出各種需要的時(shí)鐘，如置位脈沖。置位脈沖與寄存器輸出的本移相器的移相角值經(jīng)符合電路后輸出驅(qū)動(dòng)電路所需的置位脈沖信號(hào)。符合電路根據(jù)現(xiàn)有符合電路技術(shù)搭建。進(jìn)ー步的，本實(shí)用新型所述復(fù)位脈沖信號(hào)與置位脈沖信號(hào)之間相隔20 i! S，這個(gè)時(shí)間間隔是由鐵氧體決定的，具體可通過(guò)CPLD編程實(shí)現(xiàn)。本實(shí)用新型中延時(shí)電路輸入端的TTL型復(fù)位脈沖可由現(xiàn)有的外部電路提供。驅(qū)動(dòng)電路中所需的復(fù)位脈沖信號(hào)可通過(guò)CPLD芯片中的計(jì)數(shù)器輸出，其為ー個(gè)具有驅(qū)動(dòng)負(fù)載的脈沖信號(hào)，也可以通過(guò)外部電路提供，此外部電路可參考現(xiàn)有技術(shù)搭建。優(yōu)選的，本實(shí)用新型中置位脈沖信號(hào)是根據(jù)MCU計(jì)算出的相位角，并經(jīng)過(guò)置位脈 沖發(fā)生器最終得到的，其寬度范圍為0-25 ii S。優(yōu)選的，本實(shí)用新型的復(fù)位開(kāi)關(guān)電路中，復(fù)位導(dǎo)通開(kāi)關(guān)為三極管，三極管的基極即為控制輸入端，通過(guò)ー個(gè)IK歐姆的電阻接收復(fù)位脈沖信號(hào)；三極管的集電極即為信號(hào)輸入端；三極管的發(fā)射機(jī)即為信號(hào)輸出端，通過(guò)ー個(gè)0. I歐姆的電阻接地。優(yōu)選的，本實(shí)用新型的置位開(kāi)關(guān)電路中，置位導(dǎo)通開(kāi)關(guān)為三極管，三極管的基極即為控制輸入端，通過(guò)ー個(gè)IK歐姆的電阻接收置位脈沖信號(hào)；三極管的集電極即為信號(hào)輸入端；三極管的發(fā)射機(jī)即為信號(hào)輸出端，通過(guò)ー個(gè)0. I歐姆的電阻接地。復(fù)位導(dǎo)通開(kāi)關(guān)以及置位導(dǎo)通開(kāi)關(guān)也可選用其它現(xiàn)有的開(kāi)關(guān)元器件，如光耦、繼電
取坐-nfr サ o本實(shí)用新型的有益效果為采用本實(shí)用新型的控制電路，可使的對(duì)鐵氧體棒的技術(shù)要求降低，從而提高鐵氧體棒的成品率，降低設(shè)備的成本；同時(shí)由于數(shù)字電路具有高可靠性、高一致性，因此整體設(shè)備的可靠性也提高了 ；再由于不需要進(jìn)行溫度補(bǔ)償，簡(jiǎn)化了控制，提高了效率。移相器是相控陣?yán)走_(dá)中不可缺少的元件，相控陣?yán)走_(dá)是靠整個(gè)陣面各個(gè)移相器的相位不同，在空間形成ー個(gè)波束，去撲獲目標(biāo)；改善移相器的性能，就改善了雷達(dá)的性能。具體實(shí)踐證明，即使在整個(gè)雷達(dá)中使用1380個(gè)移相器，也都穩(wěn)定可靠；在雷達(dá)工作之前，檢查每個(gè)移相器是否工作正常只需要3分鐘，非?？旖?。

圖I所示為本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)示意圖；圖2所示為置位脈沖信號(hào)產(chǎn)生邏輯原理圖；圖3所示為驅(qū)動(dòng)電路原理圖；圖4所示為采用本實(shí)用新型的移相器磁滯回線圖；圖5所示為復(fù)位脈沖信號(hào)與置位脈沖信號(hào)的時(shí)間關(guān)系示意圖。
具體實(shí)施方式
為使本實(shí)用新型的內(nèi)容更加明顯易懂，
以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
做進(jìn)ー步描述。結(jié)合圖I至圖3，本實(shí)用新型的鐵氧體移相器數(shù)字化控制電路，包括MCU、復(fù)位脈沖信號(hào)、置位脈沖發(fā)生器4以及驅(qū)動(dòng)電路5 ;其中，MCU接收雷達(dá)總的波束指向角6的值，井根據(jù)總的波束指向角6計(jì)算出移相器的相位角，輸出至置位脈沖發(fā)生器4中；置位脈沖發(fā)生器4包括延時(shí)電路單元、觸發(fā)器單元、門(mén)電路單元、計(jì)數(shù)器単元、寄存器單元和符合電路單元；觸發(fā)器單元的輸出端連接門(mén)電路的其中ー個(gè)信號(hào)輸入端，同時(shí)可輸出置位脈沖信號(hào)；門(mén)電路的另ー個(gè)信號(hào)輸入端連接10MHZ的外部振源,信號(hào)輸出端輸出脈沖信號(hào)至計(jì)數(shù)器単元；計(jì)數(shù)器單元計(jì)算出脈沖的個(gè)數(shù)，并輸出至符合電路的其中ー個(gè)信號(hào)輸入端；所述移相器的相位角經(jīng)寄存器寄存后輸出至符合電路的另ー個(gè)信號(hào)輸入端；延時(shí)電路的輸入端輸入TTL型復(fù)位脈沖7,輸出端連接觸發(fā)器的其中一個(gè)輸入端,觸發(fā)器的另ー個(gè)輸入端連接符合電路的輸出端；TTL型復(fù)位脈沖7由現(xiàn)有的外部TTL電平信號(hào)產(chǎn)生電路提供。驅(qū)動(dòng)電路由復(fù)位開(kāi)關(guān)電路和置位開(kāi)關(guān)電路組成；復(fù)位開(kāi)關(guān)電路中包括復(fù)位導(dǎo)通開(kāi)關(guān)以及纏繞于鐵氧體外周的復(fù)位線包2 ;復(fù)位導(dǎo)通開(kāi)關(guān)為三極管，其基極通過(guò)ー個(gè)IK歐姆 的電阻接收復(fù)位脈沖信號(hào)；發(fā)射極通過(guò)ー個(gè)0. I歐姆的電阻接地，復(fù)位線包的兩端分別連 接復(fù)位導(dǎo)通開(kāi)關(guān)的集電極和直流電源；置位開(kāi)關(guān)電路中包括置位導(dǎo)通開(kāi)關(guān)以及纏繞于鐵氧體外周的置位線包3 ;置位導(dǎo)通開(kāi)關(guān)為三極管，其基極通過(guò)ー個(gè)IK歐姆的電阻接收置位脈沖信號(hào)，發(fā)射極通過(guò)ー個(gè)0. I歐姆的電阻接地，置位線包的兩端分別連接置位導(dǎo)通開(kāi)關(guān)的集電極和直流電源。上述MCU即現(xiàn)有的單片機(jī)，在應(yīng)用時(shí)，單片機(jī)在接收雷達(dá)總的波束指向角的同時(shí)，還可根據(jù)需要在雷達(dá)系統(tǒng)中增設(shè)顯示模塊，由單片機(jī)向雷達(dá)系統(tǒng)發(fā)送移相器當(dāng)前狀態(tài)信息8，并通過(guò)顯示模塊進(jìn)行顯示，使得移相器的工作過(guò)程更加直觀。上述置位脈沖發(fā)生器采用現(xiàn)有技術(shù)中的CPLD芯片，可根據(jù)置位脈沖發(fā)生器的邏輯關(guān)系進(jìn)行編程，具體程序依據(jù)現(xiàn)有成熟軟件編程技術(shù)實(shí)現(xiàn)。復(fù)位脈沖信號(hào)也由CPLD芯片中的計(jì)數(shù)器分頻得到，其脈沖寬度為40微秒。結(jié)合圖3，當(dāng)RESET信號(hào)來(lái)到吋，Kl開(kāi)關(guān)管通導(dǎo)，在RESET脈寬內(nèi)，復(fù)位線包2內(nèi)流過(guò)高達(dá)9安培電流，在這個(gè)電流作用下，鐵氧體棒磁化到零相位；延時(shí)20微秒后，SETOUT信號(hào)來(lái)到，在置位線包3上流過(guò)磁化電流，電流的大小與SETOUT信號(hào)寬度成正比，即SETOUT信號(hào)寬度越寬，磁化的相位角也越大。本實(shí)用新型的工作原理可結(jié)合圖4 :在鐵氧體的一個(gè)線包上加上一個(gè)較高的電壓值，移相器的相位會(huì)回到零相位；在鐵氧體的另ー個(gè)線包加上ー個(gè)電壓值，它與相位曲線相交，得到ー個(gè)相位值，加不同的電壓值，相位曲線交點(diǎn)不同，得到不同相位值；也可以看成用不同的能量對(duì)鐵氧體進(jìn)行磁化，得到不同的相位，在這個(gè)理念基礎(chǔ)上，我們用脈沖寬度控制了線包通電時(shí)間，脈沖越寬線包通電時(shí)間越長(zhǎng)，鐵氧體進(jìn)行磁化的時(shí)間越長(zhǎng)，從而得到不同的相位，移相器的移相角度由置位脈沖的寬度決定，而脈沖寬度用計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)脈沖個(gè)數(shù)來(lái)決定，邏輯關(guān)系如圖2所示。從圖4中可知,RESET信號(hào)(即復(fù)位信號(hào))是ー個(gè)固定寬度的信號(hào)(40 ii S)，加入這個(gè)信號(hào)后，移相器的相位回到零相位(即復(fù)位)，在反方向加上ー個(gè)SETOUT信號(hào)(置位)后，移相器被置在某個(gè)相位上，信號(hào)寬度越寬，被置的相位值越大，一般SETOUT信號(hào)為25ii s吋，相位值可到410多度。[0033]結(jié)合圖5，本實(shí)用新型所述復(fù)位脈沖信號(hào)與置位脈沖信號(hào)之間相隔20 y S，這個(gè)時(shí)間間隔是由鐵氧體決定的，具體可通過(guò)CPLD編程實(shí)現(xiàn)。另外置位脈沖信號(hào)是根據(jù)MCU計(jì)算出的相位角，并經(jīng)過(guò)置位脈沖發(fā)生器最終得到的，其寬度范圍為0-25 y S。本 實(shí)用新型中所述具體實(shí)施案例僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施案例而已，并非用來(lái)限定本實(shí)用新型的實(shí)施范圍。即凡依本實(shí)用新型申請(qǐng)專利范圍的內(nèi)容所作的等效變化與修飾，都應(yīng)作為本實(shí)用新型的技術(shù)范疇。
權(quán)利要求1.一種鐵氧體移相器數(shù)字化控制電路，其特征是，包括MCU、復(fù)位脈沖信號(hào)、置位脈沖發(fā)生器以及驅(qū)動(dòng)電路；其中， MCU接收雷達(dá)總的波束指向角的值，井根據(jù)總的波束指向角計(jì)算出移相器的相位角，輸出至置位脈沖發(fā)生器中； 置位脈沖發(fā)生器包括延時(shí)電路單元、觸發(fā)器單元、門(mén)電路単元、計(jì)數(shù)器単元、寄存器單元和符合電路單元；觸發(fā)器單元的輸出端連接門(mén)電路的其中ー個(gè)信號(hào)輸入端，同時(shí)可輸出置位脈沖信號(hào)；門(mén)電路的另ー個(gè)信號(hào)輸入端連接外部振源，信號(hào)輸出端輸出脈沖信號(hào)至計(jì)數(shù)器単元；計(jì)數(shù)器單元計(jì)算出脈沖的個(gè)數(shù)，并輸出至符合電路的其中ー個(gè)信號(hào)輸入端；所述移相器的相位角經(jīng)寄存器寄存后輸出至符合電路的另ー個(gè)信號(hào)輸入端；延時(shí)電路的輸入端接收TTL型復(fù)位脈沖，輸出端連接觸發(fā)器的其中一個(gè)輸入端，觸發(fā)器的另ー個(gè)輸入端連接符合電路的輸出端； 驅(qū)動(dòng)電路由復(fù)位開(kāi)關(guān)電路和置位開(kāi)關(guān)電路組成；復(fù)位開(kāi)關(guān)電路中包括復(fù)位導(dǎo)通開(kāi)關(guān)以及纏繞于鐵氧體外周的復(fù)位線包；復(fù)位導(dǎo)通開(kāi)關(guān)的控制輸入端接收復(fù)位脈沖信號(hào)，信號(hào)輸出端接地，復(fù)位線包的兩端分別連接復(fù)位導(dǎo)通開(kāi)關(guān)的信號(hào)輸入端和直流電源；置位開(kāi)關(guān)電路中包括置位導(dǎo)通開(kāi)關(guān)以及纏繞于鐵氧體外周的置位線包；置位導(dǎo)通開(kāi)關(guān)的控制輸入端接收置位脈沖發(fā)生器輸出的置位脈沖信號(hào)，信號(hào)輸出端接地，置位線包的兩端分別連接置位導(dǎo)通開(kāi)關(guān)的信號(hào)輸入端和直流電源。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的鐵氧體移相器數(shù)字化控制電路，其特征是，所述MCU采用單片機(jī)。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的鐵氧體移相器數(shù)字化控制電路，其特征是，所述置位脈沖發(fā)生器采用CPLD芯片。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的鐵氧體移相器數(shù)字化控制電路，其特征是，所述門(mén)電路連接的外部振源頻率為10MHZ。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的鐵氧體移相器數(shù)字化控制電路，其特征是，所述復(fù)位脈沖信號(hào)與置位脈沖信號(hào)之間相隔20 μ S。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的鐵氧體移相器數(shù)字化控制電路，其特征是，置位脈沖信號(hào)的寬度范圍為0-25 μ S。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的鐵氧體移相器數(shù)字化控制電路，其特征是，復(fù)位開(kāi)關(guān)電路中，復(fù)位導(dǎo)通開(kāi)關(guān)為三極管，三極管的基極即為控制輸入端，通過(guò)ー個(gè)IK歐姆的電阻接收復(fù)位脈沖信號(hào)；三極管的集電極即為信號(hào)輸入端；三極管的發(fā)射極即為信號(hào)輸出端，通過(guò)ー個(gè)O.I歐姆的電阻接地。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的鐵氧體移相器數(shù)字化控制電路，其特征是，置位開(kāi)關(guān)電路中，置位導(dǎo)通開(kāi)關(guān)為三極管，三極管的基極即為控制輸入端，通過(guò)ー個(gè)IK歐姆的電阻接收置位脈沖信號(hào)；三極管的集電極即為信號(hào)輸入端；三極管的發(fā)射極即為信號(hào)輸出端，通過(guò)ー個(gè)O.I歐姆的電阻接地。
專利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)一種鐵氧體移相器數(shù)字化控制電路，其包括MCU、復(fù)位脈沖信號(hào)、置位脈沖發(fā)生器以及驅(qū)動(dòng)電路；MCU接收雷達(dá)總的波束指向角的值，并根據(jù)總的波束指向角計(jì)算出移相器的相位角，輸出至置位脈沖發(fā)生器中；驅(qū)動(dòng)電路由復(fù)位開(kāi)關(guān)電路和置位開(kāi)關(guān)電路組成；復(fù)位開(kāi)關(guān)電路中包括復(fù)位導(dǎo)通開(kāi)關(guān)以及纏繞于鐵氧體外周的復(fù)位線包；置位開(kāi)關(guān)電路中包括置位導(dǎo)通開(kāi)關(guān)以及纏繞于鐵氧體外周的置位線包；置位脈沖發(fā)生器向置位開(kāi)關(guān)電路中輸出置位脈沖信號(hào)，復(fù)位開(kāi)關(guān)電路接收復(fù)位脈沖信號(hào)，分別控制復(fù)位線包和置位線包的通電時(shí)間，進(jìn)而以實(shí)現(xiàn)對(duì)鐵氧體移相器的不同移相角度的控制。
文檔編號(hào)H03L7/06GK202395751SQ20112042436
公開(kāi)日2012年8月22日 申請(qǐng)日期2011年11月1日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月1日
發(fā)明者張向東, 林乃喜, 王偉 申請(qǐng)人:南京鑫軒電子系統(tǒng)工程有限公司