4.2 上電復(fù)位與延時(shí)

控保上電復(fù)位十分重要,這里采用的是硬件外部復(fù)位與cpld的邏輯處理復(fù)位。其復(fù)位電路如圖3所示,reset來自于外部rc復(fù)位信號(hào),當(dāng)時(shí)鐘穩(wěn)定后,cpld內(nèi)部產(chǎn)生一個(gè)復(fù)位信號(hào)使得各電路中的d觸發(fā)器復(fù)位,將計(jì)數(shù)器同步清零。由于電路在上電初始階段各i/o口電平均處于暫態(tài),沒有進(jìn)入穩(wěn)定工作狀態(tài),這個(gè)過程實(shí)際上也是等待外圍i/o電平建立穩(wěn)定。

4.3 過d、過τ保護(hù)

過d與過τ保護(hù),即,過占空比與過脈沖寬度保護(hù)。當(dāng)出現(xiàn)過d與過τ故障時(shí),立即關(guān)斷激勵(lì)與觸發(fā),以保護(hù)twt等關(guān)鍵性器件。其檢測(cè)與保護(hù)在該系統(tǒng)中是比較難的,脈沖寬度與脈沖重復(fù)頻率可變這一特點(diǎn),使得信號(hào)時(shí)序關(guān)系實(shí)時(shí)處理也比較復(fù)雜。而過d與過τ保護(hù)原理比較簡(jiǎn)單。這里舉例加以說明。

假設(shè)過d保護(hù)最大占空比為12.5%,過τ保護(hù)最大脈沖寬度為310μs。圖4(a)所示給出了待測(cè)的脈沖波形,占空比d等于τ/t,圖中τ1不等于τ2,t1不等于t2。

用于檢測(cè)的基準(zhǔn)時(shí)鐘為4mhz,cpld從脈沖上升沿電平翻轉(zhuǎn)開始計(jì)數(shù),當(dāng)電平下降沿翻轉(zhuǎn)后停止計(jì)數(shù)并鎖存數(shù)據(jù)data1,所計(jì)數(shù)據(jù)為τ的值,它們的分辨率為1/4mhz,誤差為±0.25μs。將鎖存的數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)字比較,當(dāng)data1大于310/0.25即1240時(shí),發(fā)生過τ故障。這里采用able硬件描述語(yǔ)言設(shè)計(jì)了1240數(shù)字比較器,程序如下：

equations

out=(i>=^d1240);

end

脈沖信號(hào)上升沿觸發(fā)d觸發(fā)器,產(chǎn)生周期脈沖波形如圖4(b)所示,當(dāng)圖4(b)中電平為高時(shí)對(duì)周期t1進(jìn)行計(jì)數(shù),為低時(shí)對(duì)周期t2進(jìn)行計(jì)數(shù),電平每發(fā)生一次翻轉(zhuǎn),鎖存周期數(shù)據(jù)data2轉(zhuǎn)入下一個(gè)周期計(jì)數(shù)。采用圖4(a)脈沖波形上升沿作適當(dāng)延時(shí)后的波形,用于數(shù)字比較器比較的觸發(fā)條件,當(dāng)8倍的data1大于data2時(shí),即發(fā)生過d故障。當(dāng)過d/τ故障連續(xù)出現(xiàn)一定次數(shù)后,確認(rèn)為故障,輸出相應(yīng)故障信號(hào)。過d/τ保護(hù)邏輯框圖如圖5所示。圖6給出了過d/τ保護(hù)實(shí)時(shí)仿真所得的仿真結(jié)果。

4.4 i/o接口的抗干擾處理

真空電子管發(fā)射機(jī)由于具有高壓、大功率的特點(diǎn),對(duì)于低壓控保電路而言,具備較高的抗干擾能力十分重要。isplsi1032-60lg型cpld本身的抗干擾能力較好,由于cpld的最大工作頻率為60mhz,外部微小干擾信號(hào)對(duì)于cpld來講,如不對(duì)i/o接口信號(hào)作數(shù)字濾波處理,cpld將認(rèn)為這是有效信號(hào)參與邏輯判斷,實(shí)際上,對(duì)發(fā)射機(jī)的控制是不利的,會(huì)引發(fā)故障虛警,若錯(cuò)誤地處理故障虛警信息,關(guān)閉發(fā)射機(jī),則有可能使得本次試驗(yàn)失敗,造成損失,以往應(yīng)用小規(guī)模的集成電路的控保就存在類似的問題,并且很難解決。

應(yīng)用cpld技術(shù),解決抗干擾問題應(yīng)相對(duì)容易,圖7給出了實(shí)際應(yīng)用中的數(shù)字濾波技術(shù)原理圖,由4mhz信號(hào)進(jìn)行分頻計(jì)數(shù)產(chǎn)生周期為0.25μs ×256×256≈16.4ms的時(shí)鐘信號(hào),若故障連續(xù)出現(xiàn)超過8個(gè)脈沖,則認(rèn)為是真實(shí)故障,而干擾信號(hào)不會(huì)造成故障信號(hào)輸出。

處理控制信號(hào)采用同樣的原理,當(dāng)確認(rèn)控制信息有效時(shí),進(jìn)行相關(guān)操作。

5 結(jié)束語(yǔ)

經(jīng)試驗(yàn)測(cè)試,上述控制與保護(hù)硬件電路和軟件的設(shè)計(jì),具有較好的實(shí)時(shí)控制能力,在復(fù)雜的保護(hù)邏輯面前表現(xiàn)出了優(yōu)越性。基于cpld的控保系統(tǒng)具有性能穩(wěn)定、抗干擾能力強(qiáng)、體積小、結(jié)構(gòu)緊湊的特點(diǎn),有較高的推廣應(yīng)用價(jià)值。