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连续脉冲信号延迟线的实现
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连续脉冲信号延迟线的实现 南京理工大学电光学院(南京210094) 刘豫晋 廖佳 楚然

1 引言 中国必威体育娱乐app下载网 www.dianzi.cn

在延迟控制系统及目标跟踪仿真测试系统等应用系统中,要使用脉冲延迟器来实现脉冲信号延迟控制功能。传统的延迟继电器无法满足大动态范围、高精度以及高速实时控制等诸多系统要求。现有的专用脉冲延迟器件(如AD9500/9501等)虽然在精度、速度方面可以保证,但对于比较大的动态范围实现比较困难,而且在连续脉冲信号的延迟时间逐渐减小时,无法实现负增量延迟。针对以上问题,我们采用VHDL对CPLD进行编程,通过直接采样法实现大范围动态连续脉冲信号可控延迟功能。

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2 系统功能 中_国_电_子_网 www.d i a n z i.cn

本系统拟定对频率范围在200~600kHz的TTL电平脉冲序列进行延迟处理,延迟范围600ns~170μs,分辨率为100ns。延迟精度<50ns,延迟量刷新周期大于脉冲信号周期但要小于1ms。 中,国电,子网 www@dian zi@cn

3 方案选择

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当要处理的信号是单个脉冲信号或连续脉冲的脉冲间隔时间大于脉冲延迟时间时,延迟器只要一级缓冲,不必考虑脉冲串的多脉冲存储和再生问题。这种情况下,可以根据不同精度的要求采用机械延迟(如:延时继电器)、模拟延迟(如:积分延迟)和数字延迟(如:计数器)等手段。如果要无失真恢复脉冲信号,则必须有精确的脉宽测量和恢复电路。见图1。 中国必威体育娱乐app下载网 www.dianzi.cn

但当脉冲串的脉冲间隔小于延迟时间时,就有很大的不同。此时必须考虑多脉冲存储和再生的问题,电路必须设定相应的存储器保存多脉冲信息用于再生。可以直接对脉冲串进行采样,然后量化为数字信号进行存储,再利用延迟量来控制信号再生。另外,脉冲信号不同于通常的数字信号,数字信号的占空比一般为固定的50%,所以,无论存储和再生都比较容易,而脉冲信号的占空比是不规则的,随时因场合的变化而变化,所以,要无失真地再生脉冲串信号必须精确记录每一脉冲的脉冲宽度和周期信息。

输入连续脉冲是逻辑电平信号,所以,可以将连续脉冲串信号看作逻辑信号直接使用FIFO进行采样,采样结果只有1和0两种值,所以采样结果只需要一位宽度的FIFO进行存储。为保证电路的精度,采样速度可能比较高,采样速度越高,所需要的FIFO规模越大,对于本设计所要求的精度,即最大延迟170μs,延迟精度<50ns,则采样周期必须小于25ns。选择40MHz的采样频率,采样周期为25ns,采样精度±25ns。此时要求FIFO的深度为170000/25=6800bit,为解决在延迟参数切换时造成的系统不连续性,尤其在延迟参数递减时造成的系统信息无法恢复的问题,我们对奇数帧和偶数帧的信号分别进行延迟处理(设每一次延迟参数下的脉冲信号为一帧)。使用控制信号来分时选通两种FIFO进行清除和采样以及信号输出。 中%国%电%子%网 www%dian'zi%cn
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