微型計算機技術在電臺維護中的應用

摘 　要

針對地震勘探中 ,由于意外因素的影響 , IC - V10 0 電臺內 CMO S靜態存儲器掉電 ,導致存儲在它里面的頻率等參數丟失 ,從而使該電臺無法正常工作這一問題 ,從分析 IC - V10 0 電臺 鎖相環頻率合成器原理入手 ,提出了利用微型計算機技術來恢復掉電電臺數據的方法 。實際應用 表明 ,該方法達到了恢復掉電電臺功能的目的 。

IC - V1 00 電臺 是 ICOM 公 司生 產 的一 種專 業 級無線電通訊設備 ,它采用了當今先進的計算機技 術及數字鎖相環頻率合成技術 ,廣泛應用于地震勘 探生產領域 。 IC - V100 電臺內的 CMO S靜態存儲 器由于意外因素掉電 ,導致存儲在它內面的頻率等 參數丟失 ,從而使該電臺無法正常工作 。曾經采用 包括使用專用編程器在內的許多方法都沒能使掉電 的 IC - V10 0 電臺恢復其功能 。針對這種情況 ,開展 了對該電臺工作原理分析研究工作 ,并在此基礎上 , 利用性能優良的 80 C31 微型計算機作為主控芯片 , 進行硬件設計及軟件開發 ,取代原來的控制單元電 路 ,并由該電路向鎖相環頻率合成器及其它電路提 供因掉電而丟失的頻率數據等參數 ,進而達到恢復 掉電電臺功能的目的 。

1 　 IC - V1 0 0 電臺鎖相環頻率合成器

1. 1 　鎖相環原理

IC - V1 00 電臺鎖相環頻率合成器 PLL 由晶體 振蕩器 、頻率合成器件 U PD283 4C、雙模前置分頻器 U PD5 71C、環路濾波 、壓控振蕩器等組成 。其原理框 圖如圖 1 所示 。

圖 1 中 ,高速雙模前置分頻器 U PB 571 C 有兩個 分頻比 ,其分頻比為 p / p + 1, 其中 , p = 6 4; 頻率合成 器件 U PD2 834C內含射頻放大器 、分頻器 、主計數器 M、吸收計數器 S、鑒相器 、移位寄存器等 。

從原理框圖可以看出 ,該鎖相環頻率合成器采 用串行接受數據的方式 ,原 CPU 從 CMO S靜態存儲 器中取出頻率參數 ,在選通信號 STR1、時鐘 CL K的

配合下 , 向 鎖 相 環 頻 率 合 成 器 發 送 二 進 制 數 據 。

U PD283 4C內的移 位 寄 存 器 接 收 來 自 CPU 發 來 的

17 位數據并送往 17 位鎖存器鎖存 。經 17 位鎖存 器鎖存后的高 11 位數據予置主計數器 M ,低 6 位數 據予置吸收計數器 S。鎖相環頻率合成器根據接收 到的二進制數據 ,由壓控振蕩器輸出電臺所需要的 第一本振信號頻率或電臺發射時的載波頻率 。當環 路鎖定時 ,壓控振蕩器輸出的頻率 fvco為 :

fvco = ( pm + s) fr ( 1 )

式中 , m 為主計數器 M 所予置的 11 位二進制所對應 的十進制數 , s為吸收計數器 S所予置的 6 位二進制 所對應的十進制數 , fr為基準頻率 ,其值為 5 kH z。因 此 ,只要確定 m 、s的值 ,壓控振蕩器輸出的頻率 fvco 就確定了 。

作者簡介 陳友祥 , 男 , 1 98 8 年畢業于江漢 石油學院 電子工程系電子儀器及電子測量專業 , 高級工程師 , 現從事 電子設備的維護工作 。在國內各級刊物發表論文多篇 。

1. 2 　m 、s數據的確定

在實際設計過程中 , 總是事先確定電臺的工作 頻率 , 即壓控振蕩器輸出的頻率 fvco , 然后再來確定 m 、s的值 。由 ( 1 )式可以得出 :

pm + s = fvco / fr ,

設鎖相環總分頻比 n = fvco / fr ,那么就有 :

m + s / p = n / p ( 2 )

從 ( 2 )式可知 : m 為 n / p的整數部分 ; s為 n / p的 余數部分 。

2 　調諧電壓數據的測量

在 IC - V100 電臺中 , CMO S靜態存儲器在保存 頻道頻率參數的同時 ,還保留了與其頻率參數相對 應的調諧電壓數據 。該數據保證高放接收電路諧振 在其接收頻點上 。因此 ,要使掉電電臺正常工作 ,還 需恢復調諧電壓數據 。

IC - V100 電臺高放諧振回路所需的調諧電壓 獲取原理框圖 :

從圖 2 中可以看出 , CPU 向串行移位寄存器發 送 8 位調諧電壓數據 ,經移位寄存器變為 8 位并行 數據 ,供給數模轉化器 ,從而為高放諧振回路提供諧 振電壓 VT 。

對于串行傳輸數據 ,沒有辦法進行測量 ; 對于這

種經轉化后的靜態并行數據 ,只要測量串行移位寄 存器輸出端 D7 - D0 各個引腳 , 就能輕易地得到諧 振電壓的數據 。表 1 給出了一組正常電臺在接收狀 態下進行實際測量而得到的數據 。

3 硬件及軟件

3. 1 　硬件

硬件原理框圖如圖 3 所示 。它由 80C3 1 微型計 算機 、地址鎖存器 、程序存儲器 、矩陣開關 、顯示器等 電路組成 。電臺所需的頻率 、諧振電壓等數據存儲 在程序存儲器中 。

3. 2 軟件設計

軟件主要圍繞以下 4 個方面的內容來編寫 :

( 1 )根據電臺正常工作要求 ,把頻道頻率 、諧振 電壓數據正確寫入 IC - V100 電臺相關電路中 ;

( 2 )實施對鎖相環回路鎖定檢測 ;

( 3 )實施對電臺控制 ,如收發控制 、頻道切換等 ;

( 4 )顯示當前工作頻道參數以及收 /發狀態信息 。 主程序流程圖如圖 4 所示 。