对A D转换器在150kW短波发射机中的应用探讨

饶瞬

【摘要】在150kW短波发射机中，A/D转换器的应用极为广泛，其中最为常见的两种A/D转换器型号当属MC14433与AD574。基于此，本文将围绕两种常见的A/D转换器原理进行对比，并深入对比150kW短波发射机中两种A/D转换器的应用效果，最终可确定AD574型号的A/D转换器能够更好服务于150kW短波发射机。

【关键词】A/D转换器;150kW短波发射机;应用效果

150kW短波发射机中的A/D转换器主要负责模拟信号向数字信号的转换，作为重要的电子构件，系统中的模拟电压信息可基于A/D转换器生成数字通讯信号，这一过程涉及四个程序，即采集、保持、量化、编码。为保证A/D转换器更好服务于150kW短波發射机，正是本文围绕该课题开展具体研究的原因所在。

1. A/D转换器的工作原理对比

为深入了解A/D转换器及其在150kW短波发射机中的工作原理，本节将围绕两种常见型号的A/D转换器工作原理进行深入探讨，具体内容如下。

1.1 MC14433型号A/D转换器原理

作为132位的A/D转换器，MC14433型号的A/D转换器具备功耗低、输入阻抗高、外接元件少、精度高、电源电压范围宽等特点，同时具备自动极性转换和自动校零功能，对外界阻容器件数量的需求较少。基于BCD码字位动态扫描输出方式，可实现在A/D转换器Q0～Q3输出端的分时、轮流输出，同步字位选通脉冲可在端DS1～DS4同步输出，LED的动态显示可由此顺利实现。发射机中的动电位器控制伺放位置，随动电位器的输出电压、最高输出电压分别为0～8.566V、8.566V，采用1.862：1的标度，显示效果优秀，拥有1594的最高位显示。深入分析该型号A/D转换器可发现，该CMOS器件为双积分A/D转换，可实现四位数据输出，拥有十进制数0000-1999的可计数范围。在150kW短波发射机中，MC14433型号的A/D转换器用作数字电压表，位置电压的实际大小可随之显示，8路各伺服马达位置可基于A/D转换器表示。深入分析可以发现，该型号A/D转换器的具体应用一般采用DIP封装，具体安装位置为伺放检测单元（伺服放大器套箱右侧）中，而对于其在位置电压显示中的具体应用进行分析可以发现，该型号的A/D转换器需配合四选一电路（4052型号的双四通路模拟多路调制解调器）共同应用，该调制解调器通过一个四选一电路输入端连接4个位置电压信号，另一个则用于连接4个误差电压信号，同时存在两个输出端，伺服放大器小盒（各路对应）属于信号来源。调制解调器的输出端会向A/D转换器VX端（N1的3脚）输出信号，位置电压的数码显示可由此实现，这里的VX端属于取样电压的输入端，参考电压输入端为VR端（N1的2脚）。进一步分析可以发现，该型号A/D转换器输出的选通脉冲（16脚、17脚、18脚、19脚）可实现BCD码输出（20脚、21脚、22脚、23脚）实现动态扫描输出，二者分属多路选通脉冲输出端、BCD码数据输出端，因此仅需要配备译码器，即可以数字的方式实现采样数据显示，LED发光数码管可由此实现四位数字的动态扫描显示。高电平时的多路选通脉冲输出端存在被选通的对应数位，该位数据会输出于对应BCD码数据输出端，由此即可更深入了解MC14433型号的A/D转换器。

1.2 AD574型号的A/D转换器原理

作为12位逐次逼近型（单片高速）的A/D转换器，AD574型号的A/D转换器具备精度高、功耗低、外接元件少等特点，误差在0.05%以下，功耗典型值为390MW，内置混合集成转换芯片（由双极性电路构成），同时具备自动极性转换和自动校零功能，具体应用中对外接阻容件的数量要求较低。由于拥有三态输出缓冲电路，该A/D转换器可兼容TTL和CMOS，因此可用于最小数据采集系统的简单构成，而对于150kW短波发射机来说，应用该发射机的自动化控制系统可选用AD574型号的A/D转换器，由于该A/D转换器采用DIP封装，因此可为在自动调谐套箱中安装A/D转换器，以此用于显示位置电压数据，服务于相关电路。在A/D转换器的具体应用中，其1脚、3脚、5脚分别为VLOGIC端、CS端、CE端，即+5V直流电源输入端、片选端、读转换数据控制端，2脚、4脚、5脚则分别为12/8端、A0端、CE端，即数据模式选择端、字节地址短周期控制端、使能端。28脚、15脚、13脚分别为STS端、DGND端、10VIN端，分别为工作状态指示信号端、数字接地端、10V量程模拟电压输入端，该型号A/D转换器的12条数据总线为16脚～27脚，12位A/D转换数据可由此向外输出，最低有效位、最高有效位分别为16脚、27脚，即DB0端、DB11端。A/D转换器可输出状态4096个。

由于采用两片三线至八线译码器集成块（74HC237），二者可分别接AD574型号A/D转换器的4脚、5脚，其数据输出有效功能可由此控制，其中集成块不具备A/D转换功能仅拥有锁存记忆功能。A/D转换器的3、4、5脚负责逻辑控制信号发出，集成块的控制采用FPGA（自动调谐）实现，由此可在集成块输出端锁存数据。在实际电路中，A/D转换器的工作状态由五个控制信号决定，包括12/8端、CS端、R/C端、A0端、CE端，其工作过程可细分为两个过程，包括启动转换、读出数据（转换结束后）。在启动转换时，A/D转换器需同时满足3脚为0、6脚为1，转换工作状态的A/D转换器4脚需基于转换的位数确定，模数转换需在5脚为0时进行。启动转换的控制信号为选中A/D转换器的片选信号，在完成转换后，高电平的28脚转为低电平，28脚的状态可基于查询法读出，以此判断是否转换结束。

在A/D转换器输出数据环节，需观察其分两次输出，还是12位并行输出，以此根据数据输出方式实现4脚电平确定，这一确定需在5脚为1、3脚为0、6脚为1条件下开展。如分两次输出，4脚为0、4脚为1时分别输出12位数据的高8位、低4位。如12位并行输出，4脚端则存在可高也可低的输出电平信号。由于三态缓冲器存在于A/D转换器的输出端，因此可在CPU数据总线直接接数据输出线。在实际电路中，如A/D转换器选用分两次读进12位数据且仅使用8位数据口，需保证5脚接地，转换结束后（28脚）需在PFGA（自动调谐套箱）中先读入转换的高8位A/D数据，随后读进低4位A/D数据，此时6脚必须为1，无论A/D转换器处于输出、转换、启动状态。在具体应用中，需保证该型号A/D转换器工作状态始终为加电，采用12位并行输出，此时6脚、3脚、2脚、5脚分别为高电平、低电平、高电平、高电平。

2. 150kW短波发射机中A/D转换器的应用效果对比

基于上文开展的常见A/D轉换器工作原理对比，本节将围绕两种A/D转换器在150kW短波发射机中的应用效果开展针对性对比，基于对比可直观了解AD574型号A/D转换器具备的性能优势。

2.1 性能对比

围绕两种A/D转换器的应用效果进行对比可以发现，双积分式的MC14433型号A/D转换器存在转换速度较慢的不足，而12位逐次逼近型的AD574型号A/D转换器则存在较快的转换速率，分别为1～10S、25μS;进一步分析可以发现，内含时钟振荡器、属于大规模集成电路（CMOS）的MC14433型号A/D转换器存在±0.05%的较高转换准确度，且内含时钟振荡器，但无法实现完整的A/D转换。另一种A/D转换器的混合集成转换显片由双极性电路构成，拥有±1LBS或±1/2LBS的分辨率，可实现完整的A/D转换，并具备精度高、功耗低、外接元件少等优势;围绕数据安全进行分析可以发现，MC14433型号A/D转换器很容易出现数据丢失的现象，这与其输出过程涉及的七段数码管驱动集成电路存在直接关联。另一种A/D转换器可锁定输出信号，在三线至八线译码器集成块支持下，数据不会在失电等情况下丢失;AD574型号A/D转换器在自动化远程控制方面表现优秀，且能够较好显示数字，具体应用中无须附加逻辑接口电路，可直接连接微处理器与数据输出，且能够与TTL及CMOS电平兼容。另一种A/D转换器则无法实现远程控制，仅能够显示数字;基于两种A/D转换器在150kW短波发射机中的具体应用进行对比可以发现，MC14433型号A/D转换器仅能服务于检测单元的数字显示，但在AD574型号A/D转换器支持下，在显示数据的同时，该A/D转换器还能够实现采集反射功率、输出功率、高前板流、高末板流、高末板压、高末帘栅流、高末帘栅压等信号，150kW短波发射机的数据集成化水平可由此大幅提升，AD574型号A/D转换器所具备的性能优势可见一斑。

2.2 实际维护使用对比

从实际维护使用角度进行对比可以发现，采用MC14433型号A/D转换器的150kW短波发射机可实现八路调谐机构的初始定位，这一情况下发射机主要依照的显示数据源于伺放检测单元。而在采用AD574型号A/D转换器后，八路调谐机构的初始定位依据的各路伺服位置显示源于1A9自动调谐套箱。深入分析可以发现，基于自动调谐套箱的改造主要围绕各路伺服信道号和路数显示展开，改造后的性能和功能更为直观、优越，AD574型号A/D转换器属于自动调谐控制套箱面板核心处理器件，主要负责处理伺服位置数据，因此该A/D转换器相较于MC14433型号A/D转换器存在不同的伺服位置数据显示，二者分别拥有3508、1594的最大数据显示。进一步分析可以发现，AD574型号A/D转换器还能够基于预置的粗调位置实现150kW短波发射机1～8路的自动调谐，这一过程仅需输入对应的信道号，AD574型号A/D转换器在实际维护使用中具备的优势可见一斑。

3. 结论

综上所述，A/D转换器在150kW短波发射机中的应用需关注多方面因素影响。在此基础上，本文涉及的MC14433型号A/D转换器原理、AD574型号的A/D转换器原理、性能对比、实际维护使用等内容，这直观展示了AD574型号A/D转换器在150kW短波发射机中所拥有的较高应用价值。为更好服务于150kW短波发射机，数据采集和反馈性能的进一步提升、大规模的数据自动化集成实现同样需要得到重视。

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