基于CPLD的雷达仿真信号设计实现
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2020-08-31
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基于基于CPLD的雷达仿真信号设计实现的雷达仿真信号设计实现
随着新一代作战飞机大量装备现役，机载雷达设备的维修任务越来越繁重，现代化的仿真测试系统成为重要的
维修设备。雷达信号的仿真又是测试系统中必不可少的。但采用函数/任意波发生器组成测试系统，不仅增加系
统成本，而且还给系统软件设计增加不必要的负担。
引言引言
随着新一代作战飞机大量装备现役，机载雷达设备的维修任务越来越繁重，现代化的仿真测试系统成为重要的维修设备。雷达
信号的仿真又是测试系统中必不可少的。但采用函数/任意波发生器组成测试系统，不仅增加系统成本，而且还给系统软件设
计增加不必要的负担。为此，提出了一种基于CPLD的雷达仿真信号的实现方案，它能为机载雷达测试系统提供所需的多种典
型的重频脉冲及制导信号。
雷达仿真信号发生器的结构雷达仿真信号发生器的结构
雷达仿真信号发生器主要由输入输出控制和产生仿真信号的CPLD芯片两部分组成。输入输出控制信号是利用测试系统的工控
机通过数字I/O卡来产生，当工控机通过数字I/O卡输出有效信号时，发生器将会输出相应的脉冲信号。雷达仿真信号发生器的
结构如图1所示。
图1 雷达仿真信号发生器结构
图中，雷达仿真信号发生器的控制信号有雷达仿真信号脉冲开关、联合信号UNITED开关、制导信号SA-H开关、制导信号SA-
L开关和照射输出SA-W开关。上述开关都是低电平有效，当“脉冲开关”有效时，雷达仿真信号发生器即处于工作状态。这时只
要任何控制信号有效就能使其输出相应的雷达仿真信号。“SA-H”有效时，“out1”输出高重频脉冲信号；“SA-L”有效
时，“out1”输出中重频脉冲信号；“SA-W”有效时，“out2”输出照射脉冲信号；“UNITED”有效时，“out3”输出联合脉冲信号，即
在照射脉冲底电平时加入高重频或中重频脉冲信号。
CPLD内电路设计及仿真内电路设计及仿真
本设计中选用的CPLD为Altera公司的EPM7128SLC84，属于MAX7000系列。MAX7000系列提供600～5000可用门(器件上提
供1200～10000门)，引脚到引脚的延时为6ns，计数器频率可达151.5MHz。
CPLD是雷达仿真信号发生器的核心所在，其内部电路主要分为6个子模块，分别是5分频及脉宽整形模块、10分频及脉宽整形
模块、60分频及脉宽整形模块、100分频电路、625分频电路和脉冲输出选择器。各模块之间连接关系如图2所示。
图2 CPLD内部各模块之间连接关系
时钟脉冲输入CLK频率为外部晶振提供的10MHz的信号，为10分频及脉宽整形电路、60分频及脉宽整形电路、100分频电路
提供50ns脉宽的输入信号。100分频和625分频电路是采用MAX+PLUSⅡ自带宏函数LPM-COUNTER(可预置计数器)设计
的，10MHz的信号由LPM-COUNTER的clk端输入，而cout作为分频后的脉冲输出端，根据需要的脉冲频率来设置函数
modulus和width参数，以100分频电路为例，将modulus设置为100相应的width设置为7，当宏函数各控制信号设置为计数状
态后，在clk上升沿来到时开始计数。当计数到100时，计数器归零并在cout输出一脉宽为clk时钟周期的脉冲，如此反复，从
而达到100分频的目的，图3给出100分频的仿真波形。
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