基于CPLD技术的数字时序控制电路

六自由度电磁敏感定位系统作为一种新型的跟踪定位装置，可实时地确定目标的六个参数,已在机载火控系统（头盔瞄准具）、精密医疗器械、单兵作战模拟训练中获得广泛应用[1、2]。该跟踪系统由正弦信号发射电路、敏感信号接收电路组成的硬件和从敏感接收数据中求解目标参数的算法程序两部分组成，定位计算精度受制于上述两部分的误差。 【CPLD技术在数字时序控制电路中的应用】 CPLD（Complex Programmable Logic Device），复杂可编程逻辑器件，是一种先进的数字逻辑组件，具备高速、高集成度、高可靠性和用户可编程特性。在六自由度电磁敏感定位系统中，CPLD技术被用于改进时序控制电路，以提升系统的定位精度。传统的模拟时序控制电路由于元件的温度漂移和时间漂移，导致定位计算精度下降。而CPLD芯片通过数字控制技术，可以将时序控制的精度提高到纳秒级别，同时保持工作稳定性，不受温度变化的影响。 **系统工作原理** 六自由度电磁敏感定位系统的核心在于确定目标的六个参数：距离、方位角、仰角以及三个姿态参数——偏航角、俯仰角和横滚角。系统由正弦信号发生器、时序控制电路、功率放大电路、多轴环形天线、接收信号放大电路、检波判相电路和数据采集及参数计算电路等部分组成。发射电路按照时分制的方式激励三路发射天线，每一路激励产生三个接收信号，总共形成九个信号的接收矩阵，以此来计算目标的所有参数。 **时序控制电路设计** 理想的时序控制应确保发射信号按预定顺序准确激励发射天线，但原有的模拟时序电路由于元件精度限制和温度影响，控制信号可能出现漂移，影响定位精度。为解决这一问题，设计者采用了CPLD技术，具体选用MAX II系列的EPM570T100C5芯片，构建新型数字时序控制电路。EPM570T100C5芯片是一种低成本、高性能的CPLD解决方案，具备零功耗、小封装、非易失性、系统内可编程（ISP）等诸多优势，可以产生精确的时序控制信号。借助32MHz的高精度晶体振荡器提供的时钟信号，CPLD能够生成稳定的时序控制信号，以CD4053等外围元件执行时分制的正弦信号激励。 通过CPLD技术的引入，数字时序控制电路的精确性得到了显著提升，有效地降低了因时序控制不准确导致的系统计算误差，从而提高了整个六自由度电磁敏感定位系统的定位精度。这种创新的设计不仅克服了模拟电路的固有缺陷，还展现了CPLD在现代电子系统中的广泛适用性和潜力，对于提升复杂系统的性能有着重要的实际意义。