引 言

　　目前，市場上有相當多的超外差式掃頻接收機采用模擬的掃描控制方式，利用掃描斜波電壓同步各掃描硬件單元，這種控制方式精度差，并且要求主控CPU實時干預掃描過程，使得接收機的掃描速度很慢。針對這些問題，本文提供了一種數字掃描控制器設計新方法。采用該方法，我單位在2005年成功開發了一種新型微波毫米波接收機，其掃描控制精度、掃描速度等指標較以前的接收機產品有了很大的提高。

　　1 掃描控制變量

　　超外差式掃頻接收機在掃描過程中一般需要控制的變量有：YIG振蕩器頻率(或VCO頻率)、YIG濾波器中心頻率(或帶通濾波器頻率)、與測試頻率相關的功率補償數據(如平坦度補償數據)等。

　　理想的YIG器件調諧曲線是一條直線(調諧曲線是根據諧振頻率變化與線包電流變化繪制的曲線)，但是，由于受磁性材料磁特性的影響，實際的調諧曲線是非線性的。與此類似，由于接收機內各部件(如混頻器、濾波器等)幅度一頻率響應曲線是非線性的，造成整機幅頻曲線也是非線性的。

　　在工程上，通常采用多段直線逼近的方法對上述曲線進行線性化處理，就是將各控制量曲線進行分段，在段內認為控制量曲線是一條直線。只要各線段分段點位置選取合適，可以保證整機指標滿足設計要求。

　　通過計算各段控制量的起始值、步進值與步進個數(終止值減去起始值再除以步進量)就可以表征本段的控制量曲線。超外差式掃頻接收機包含多種控制變量，因此對每種控制變量都需要計算其控制量的起始值、步進值與步進個數。又由于各控制量曲線不盡相同，所用逼近曲線的直線段數目也就不盡相同。劃分的線段越多，逼近效果越好，控制精度也就越高。因此，在進行掃描控制之前，計算機主控的程序應該首先確定各控制量的分段數目和各段內的起始值、步進值、步進個數，這也就是送給掃描控制器的輸入參數。另外，為了提高控制速度，避免在掃描過程中CPU干預掃描進程，在各控制量換段時要求設計的掃描控制器能夠根據控制進度主動地讀取下一段的換段信息。下面，我們詳細介紹一下數字掃描控制器內各單元的組成及實現。

　　2 組成框圖及控制時序

　　如圖1所示，掃描控制器包括：地址譯碼/數據緩存單元、RAM存儲單元、運算單元、觸發單元、中斷處理單元、步進脈沖發生單元和D/A輸出單元。

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　　掃描控制基本流程如下：

　　1)程序首先計算各控制量的分段數目及段內各控制量的起始值、步進值、步進個數。

　　2)通過系統總線，程序將上述計算好的數據依次送入掃描控制器內的RAM中保存。

　　3)程序控制觸發單元產生全局中斷信號，由中斷處理單元通知運算單元讀取各控制量首段的初始值。

　　4)程序控制觸發單元產生使能信號，控制步進脈沖發生單元產生計數脈沖。這時運算單元開始進行累加/減計算并且計數器記錄已產生的脈沖個數。累加/減運算器的輸出值通過D/A變換器轉換為電壓值控制相關硬件電路。

　　5)當運算單元內計數器的計數值達到本段設定的步進個數時，運算單元產生中斷信號通過中斷處理單元進行中斷識別并通知運算單元內已產生中斷的模塊自動從RAM內讀取下一段的初始值。運算單元內四個模塊產生中斷的中斷級別各不相同，如果多個中斷同時產生，那么中斷處理單元會對各中斷進行緩存、排序并且首先處理中斷級別高的中斷。

　　6)當下一個計數脈沖到來時，運算單元內產生中斷的模塊又會重新開始累加/減運算并計數，重復4、5步。

　　7)觸發單元記錄掃描時間。當掃描時間達到預設值時，觸發單元控制使能信號為低電平，各寄存器復位，掃描過程結束。