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摘要：为满意某型飞机塔康设备检测仪器要求，对其供给安稳、牢靠、多样的塔康地上信标信号。规划运用Altera公司的 EP4CE6E22C8为操控中心，以DAC813JP为DA转化器，运用DDS基本原理，经过QuartusII软件编写塔康地上信标信号发生器的每个单元模块，终究完结整个规划计划。并进行了Matlab与QuartusII相结合的仿真验证，一起规划衔接了外部电路。相较于传统塔康地上信标信号发生器操作简略，便于晋级，能够满意检测仪器的各项要求。
塔康(TACAN)是战术空中导航体系的简称，是美国1955年研发并投入配备的近程无线电导航体系，是一种测角测距体系。“塔康”体系，又称作极坐标体系，能运用一个射频通道一起传递间隔与方位信息，然后简化了机载设备，一起减少了对频段的占用。该体系可供飞机的启航、归航以及圆周飞翔等航线飞翔时运用，且在我军各类飞机上很多配备，因而规划塔康地上信标模仿器，用于检测机载塔康设备具有重要效果。由于FPGA具有快速、灵敏操控、规划周期短，一起 DDS具有高分辨率，完结办法灵敏的特色，所以本文研讨了FPCA内嵌DDS技能完结塔康方位信号发生器的解决计划。
TACAN体系由塔康地上设备(塔康信标台)和机载设备两部分构成。该体系运用的是脉冲调制技能，而且它运用极坐标的方法来表明间隔和方位。其间，体系经过天线的旋转发生一个旋转的多波瓣方向性图来获取方位，而且能够供给粗、精方位信息。如图1。塔康信号是由塔康地上信标台以15 Hz和135 Hz复合调制的旋转场向空中发射脉冲，构成15Hz和135 Hz脉冲包络调制信号，这些信号包含方位基准信号和方位包络信号，基准信号用脉冲编码来辨认，包络信号则是运用脉冲序列起伏的方法来进行传送。其表达式为：
式中：f=15 Hz，A0为直流重量，A1、A2分别为大包络、小包络的调制起伏。经过调制后的信号就带着方位信息。在丈量方位时，机载设备盯梢主、辅基准脉冲，核算出基准与包络相位零点之间的相位差，便能够完结定位作业。其调制信号如图2所示。
塔康信号外包络是由15 Hz和135 Hz正弦波叠加后构成的波形。由于该信号频率不高，本规划将输出的数字起伏值经过DAC芯片及调度电路转化为所需求的包络信号。本规划中信号经过在 FPGA内部运用DDS技能来发生，运用VHDL言语编写相位累加器、正弦波数据ROM，然后完结直接数字频率组成。最终将数字信号送到数模转化器DAC，由DAC输出所需求的波形。塔康信号的AM调制包络是由15 Hz和135 Hz正弦波叠加而成。经过FPGA运用DDS技能，发生两路正弦波叠加后对应的起伏量化值，然后将波形数据送到数模转化器DAC 813JP转化为模仿波形，最终经过低通滤波器滤波送到调制电路运用。
计划以Altera公司的Cyclone系列的EP1C12Q240C8芯片为中心，以QuartusII为软件渠道，以FPGA开发板为硬件渠道，在FPGA内部编写不同的功用模块，加上外扩的DA转化器和低通滤波器，完结塔康信号发生器的规划。其总体计划如图3所示。
经过单片机为信号发生器供给信号所需求的参数以便满意检测仪不同的要求。数模转化器是数字电路和模仿电路衔接的桥梁，FPGA输出的波形数据用DAC813JP进行D/A转化，然后输出信号经过I/V转化后，经过低通滤波器输出。本规划选用巴特沃兹二阶滤波器滤波。
本规划的完结软件功用的模块首要分为3个单元。首先用VHDL言语在软件渠道QuartusII中编写每个单元并生成原理图，然后在顶层模块文件中将每个单元原理图衔接起来，最终装备引脚并进行编译，然后完结整个软件部分的规划。
频率操控字K是二进制的相位增量值，它操控着最终输出波形频率的巨细。作为相位累加器的输入，它的好坏直接影响整个体系的功用和功能。为发生所需求的频率操控字K，单片机输入的操控量经过串行外围设备接口与FPGA进行通讯。其流程框图如图4所示。
相位累加器是FPGA逻辑操控的中心部分，一般由加法器和同步寄存器构成，完结相位累加。相位增量△=2/2N对应的二进制表明为A△，即频率操控字K。K与输出频率f0呈简略的线性关系：
因而只要对相位的量化值进行累加，即可得到当时信号的向不知道。在参阅时钟的效果下，相位累加器进行线性的相位累加，当累加器溢出时即完结一个周期性动作，体系完结一个周期的频率组成信号，累加器的溢出频率便是体系输出的信号频率。
本规划选用3级流水线规划，与一般相位累加器比较，尽管延时了两个时钟周期才输出成果，可是成果没有发生任何改动，反而大大提高了相位累加器的核算速率。
相位累加器的输出值即为波形数据ROM的查询地址，经过ROM进行相位-起伏的转化，就能够在给定的时刻上确认波形的抽样幅值。ROM模块直接由QuartusII中MegaWizard Plugin Manager东西发生。要发生ROM模块，需求.mif文件。能够运用Matlab发生.mif文件，可是其发生的.mif文件不能够直接运用，需求添加程序： |
