PM511P在嵌入式系统中的应用
摘要介绍了以PM511P多功能数据采集卡进行模拟量的采集和激励器的遥控，来完成对发射机自动调谐状态的调试和监控，从而达到数字化自动调谐的目的。
【关键词】嵌入式系统 自动调谐系统 数据采集板
1 引言
TBH-522型150KW发射机在我局许多台站中得到使用，这种发射机的自动调谐系统控制，自动化程度不高，而且复杂，维护起来也相当困难，为发射机的全自动控制和远程监控带来了困难，为了实现对发射机远程监控和向有人留守，无人值班过渡的要求，对我台的现有的四部发射机调谐系统进行了自动化改造，运行良好，特别是在数据信号采集上我们使用了PM511P采集的信号准确、无干扰，在调谐的过程中使发射机工作在最佳状态。
嵌入式系统由嵌入式处理器、相关支撑硬件和嵌入式软件系统组成，它是集软硬件于一体的可独立工作的“器件”。嵌入式处理器主要由一个单片机或微控制器(MCU)组成。相关支撑硬件包括显示卡、存储介质（ROM和RAM等）、通讯设备、IC卡或信用卡的读取设备等。
2 PM511P的概述
PM511P是一块PC104总线的多功能数据采集板，具有16路A/D转换通道、4路D/A通道、24路可编程开关量输入输出、3路计数通道，也可根据用户需要选配功能，节约工程成本。PM511P是PM511板的升级版，由A/D部分，D/A部分，I/O部分，计数部分等四个功能部分构成。这些功能控制部分都有多种选择模式。
3 PM511P在嵌入式自动调谐系统的功能
3.1 嵌入式自动调谐系统框图
如图3-1所示。
3.2 频率发生器的控制
在自动调谐的过程中，对于激励器的远程控制是一个必不可少的环节，它关系着载波频率是否正确。现在我局150KW发射机大都采用的是美国公司的PTS-040激励发生器和石家庄泰顺电子生产的TS9204F6激励发生器。这两种激励器都可以实现远程的激励控制。
根据正弦波的特性，正弦波有两个基本要素，周期和幅值。因而对于激励器的控制无非两个方面，第一控制激励器产生的频率，第二控制激励器产生的频率电平。通过对24路可编程开关量输入输出的编程控制激励器输出的频率。通过D/A转换输出对激励器的输出信号的电平进行控制。
通过改变PM511P的跳线设置将A/D配置成16路单端输入，输入信号范围配置成-5~+5V，进行前级鉴相器、末级鉴相器、末级鉴阻器和末级帘栅流的采集。
PM511P的开关量控制是由82C55芯片控制完成的。对于激励器的控制可以采用方式0也就是基本输入输出方式，利用82C55芯片的A、B、C口来控制1K、10K、100K、1M、10M的BCD控制线输出这样就可以进行远程遥控的方式来实现频率的控制，如表3-1所示。
对于输出频率的幅值控制，可以通过D\A输出来完成，嵌入式系统可以根据发射机的输出来判断激励器的输出幅值是否达到要求，如果不合要求可以通过利用PM511P的D\A来改变幅值的大小，从而取得合乎标准的激励器输出。
JP3、JP4可以实现改变输出电压值范围，如下图。同时，我们还可以调节电位器来实现输出灵敏度的调节，如图1所示。
W4：D/A输出通道一零点调节
W5：D/A输出通道一满度调节
W6：D/A输出通道二零点调节
W7：D/A输出通道二满度调节
W8：D/A输出通道三零点调节
W9：D/A输出通道三满度调节
W10：D/A输出通道四零点调节
W11：D/A输出通道四满度调节
一般情况下不需要对模拟输出部分调整，但在某些情况下有可能模拟输出误差比较大，这时可进行零点调整和满度调整。
（1） 零点调整：调整W4（D/A1），W6（D/A2），W8（D/A3），W10（D/A4）。
（2） 满度调整：调整W5（D/A1），W7（D/A2），W9（D/A3），W11（D/A4）。
调整方法：
（1）单极性输出方式0-5V，用测试软件输出0，调整W4,通过电压表观察使输出达到0V。
（2）用测试软件输出4095，调节W5，通过电压表观察使输出达到5V。
3.3 鉴相鉴阻值的监测与控制
对于发射机自动调谐系统来讲，必须使各个元件密切配合好，达到调谐点上才能使发射机达到一个最佳的工作状态。然而发射机在粗调完成后，还需要进行进一步的细调，使其达到调谐点。而通过发射机引入鉴相器两路信号的比较产生出来的电压信号作为前级和末级细调的依据。然而在这里却产生了一个矛盾，新的自动调谐系统采用的是全数字式装置，鉴相器产生的一个模拟电压信号。如何把这两个联系起来呢？在这个问题上我们仍可以用PM511P来解决。
PM511P的A/D转换部分可以把采集到的电压信号转化为数字量，传给嵌入式系统，从而可以顺利地完成细调工作。ADG508可以实现16通道单端/8通道双端信号切换。对于鉴相器传来的模拟信号这些就足够了。利用ADG508我们可实现对前级鉴相、末级鉴相、末级鉴阻以及末级帘栅流的采集与处理。同时我们还可以根据需要来改变A/D采集量的转换大小。
JP2是单双极性选择跳线，我们可以通过改变跳线豆来改变输入方式。
同时我们还可以通过调节JP2附近的电位器来实现灵敏度大小的调节。
W1：单极性零点调节
W2：单、双极性满度调节
W3：双极性零点调节
凡改变模入工作方式，如果采样结果偏差大于20mV以上的，需要对模入部分进行调整。
单极性校准方法：
（1）选单极性输入方式0-5V，在第一通道上加入0V，调节W1，通过测试程序观看要上来的数据，观察第一通道的显示，使数据稳定在0到1之间即可。
（2）在第一通道上加入5V(4.9988V)，调节W2，通过测试程序观看要上来的数据，使数据稳定在4094到4095之间即可。
双极性校准方法：
（1）选双极性输入方式±5V，在第一通道上加入-5V，调节W3，通过测试程序观看要上来的数据，观察第一通道的显示，使数据稳定在0到1之间即可。
（2）在第一通道上加入5V(4.9976V)，调节W2，通过测试程序观看要上来的第一通道的数据，使数据稳定在4094到4095之间即可。
同时由于发射机高频干扰比较严重，在采样信号输入之前，先进行一下隔离滤波放大，然后再进行数据采集，这些就保证了自动调谐细调采样的准确性。
4 结束语
我台从2006年开始使用新型自动调谐系统以来，PM511P控制部分一直工作比较稳定，但也出现过一些问题使发射机不能正常工作，主要有发射机的前级鉴相、末级鉴相和鉴阻中某一路工作出现异常或都出现异常。这时就要及时更换PM511P数据采集卡，设备才能正常工作。经检查出现采集卡故障的原因，多是由于自动调谐套箱中有高频干扰进入，使其损坏。通过对采集卡加装屏蔽和可靠接地使这一问题得到了解决。事实证明PM511P在嵌入式系统中的作用十分重要，它保证了发射机自动调谐细调工作的顺利进行，同时其安全可靠的频率控制也是十分值得信赖的。
作者单位
国家新闻出版广电总局722台陕西省宝鸡市721001
