李维; 谢明; 高峰安瓿印字机
【期刊名称】《《现代导航》》
【年(卷),期】2019(010)005
【总页数】4页(P334-337)
【关键词】塔康; 识别信号; FPGA
【作 者】李维; 谢明; 高峰
【作者单位】陕西凌云电器集团有限公司 宝鸡 721006; 空军装备部驻西安地区军事代表局驻宝鸡地区第二军事代表室; 空军装备部驻西安地区军事代表局驻西安地区第七军事代表室
【正文语种】中 文
【中图分类】V249
0 引言
塔康导航系统具有测距和测位功能，可分为机上设备和地面设备[1]。机上设备为塔康机载设备，地面设备为塔康地面导航台。音频识别是塔康机载设备的一个重要指标，它可以帮助飞行员快速的识别附近地面导航台发播的台站编码信息。传统塔康机载设备在实现音频识别功能时，输出模拟量的识别音信号，飞行员通过用耳机听的方式来判断识别音的信息。这要求飞行员具有一定的摩尔斯码知识，并对“嘀”“哒”的声音具有一定的识别度。为了方便飞行员快速、准确的识别地面导航台的识别信号信息，本文提出一种基于数字化的处理方法，使塔康机载设备输出ASCII 码形式的识别信号显示在综合显示器上，飞行员可以直观的观察识别信号的信息，减少操作判断。
1 识别信号编码
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识别信号由塔康地面导航台发射，是满足一定编码格式的脉冲对信号，在每对识别脉冲对之后100μs 处又有一对平衡脉冲。识别信号的脉冲对频率为1350Hz，即每隔740μs 处有一对脉冲。平衡脉冲出现的位置在脉冲对之后100μs±10μs 处，并且也是由脉冲对构成。识别信号的编码格式如图1所示。 图1 识别信号脉冲编码示意图
119b由于塔康地面导航台会周期的发送主辅基准信号，而且主辅基准信号的优先级别最高，所以发送主辅基准信号时，就不会发送识别信号，但塔康地面导航台发送识别信号时，又不再发射随机填充脉冲信号和回答脉冲信号。识别信号的信息是由摩尔斯码点、划和间隙形成的。摩尔斯电码点的持续时间为0.125s±0.0125s；划的持续时间为0.375s±0.0375s；点和划之间的时间间隔为一个点持续时间；字母之间的时间间隔为一个划的持续时间[2]。一个完整的识别信号持续的时间不应超过10s，其中发送具有识别摩尔斯电码的时间不超过5s，识别信号的发送是周期性的，发送周期一般为37.5s±3.75s。识别信号的格式如图2所示。
图2 识别信号示意图
2.1 传统识别译码原理
传统的塔康机载设备，识别信号的处理全部是通过硬件来实现的，大概处理的流程如下：
（1）脉冲对译码
塔康地面导航台在不同的模式下。脉冲对的编码不一样，因此需要对脉冲的编码进行第二译码，X 模式时脉冲对的2 个脉冲间隔是12μs，Y 模式时脉冲对的2 个脉冲间隔是30μs。通过脉冲对译码判断脉冲对的格式是否正确。 （2）基准译码
由于在发送识别信号期间，存在主、辅基准信号，所以需要译出基准信号，在通过该信号，对基准的信号进行封闭处理。这样才能译出真正的识别信号氨苄西林颗粒
（3）产生1350Hz 正弦波
通过硬件对第二译码进行1350Hz 选频，产生1350Hz 的正弦波。
（4）开关控制
对1350Hz 正弦波的幅度进行判断，当大于控制门限的电平时，输出1350Hz 的正弦波，当小于控制门限的电平时，关闭1350Hz 的正弦波。
通过上面的处理流程，可看出识别译码在产生1350Hz 正弦波和开关控制时，采用的是模拟电路实现，在实际应用时，存在一定的不足，如下：
（1）稳定性和一致性差，由于开关控制是通过判断电平幅度来实现的，就会导致输出的1350Hz正弦波幅度不一致，当最后通过耳机时，其表现出声音的大小就会不一致。
（2）当信号较弱时稳定性差的现象就会更严重，开关控制可能会出现不稳定，导致1350Hz 正弦波信号输出出现不连续现象，影响设备的性能指标。
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（3）抗干扰性较差。当设备接收信号受到干扰，如同频干扰、同波道干扰、噪声干扰等，输出的1350Hz 正弦波信号幅度和连续性将变差。识别声音可能出现乱响的情况。
2.2 数字化识别译码原理
随着FPGA 可编程逻辑器件的应用，采用数字化的方法进行识别信号处理已变得非常容易，通过数字化的处理，可以简化设计电路，节约成本，而且输出的识别信号幅度稳定，一致性好，数字化的识别信号输出，更是提高了使用的方便性[3]。数字化的识别译码原理步骤如下：
（1）脉冲对译码及基准译码
脉冲对译码及基准译码的处理思路和传统的塔康机载设备相同，也是在FPGA 中进行，通过软件进行译码。最终输出第二译码和基准的抑制信号。
（2）产生1350Hz 正弦波
采用数模转换（D/A）原理产生标准的1350Hz正弦波。
（3）识别译码
对第一环节的第二译码按照识别信号的编码在FPGA 中采用软件算法进行识别脉冲译码，译码遵循以下原则：
a 当判断有连续约9 个识别脉冲时，则认为是识别信号，
b 在基准的抑制信号有效时，不进行识别脉冲统计，
c 当偶尔丢失1、2 个识别脉冲时，不影响识别脉冲的统计。
然后对满足识别脉冲的长度进行统计，满足（0.125s±0.0125s）则为点；满足（0.375s±0.0375s）则为划；最后对点和划的时间标准化，当为点时，产生125ms 的驱动信号，驱动产生标准的1350Hz正弦波输出；当为划时，产生375ms 的驱动信号，驱动产生标准的1350Hz 正弦波输出；其它时间则不输出1350Hz 正弦波。
（4）识别数字化
按照摩尔斯码表和ASCⅡ码，把点、划数字化，最终输出ASCⅡ码和模拟量的识别信号。
3 数字化识别译码的实现
数字化识别译码的原理框图如图3所示。背心袋
图3 实现原理框图
图4 识别信号脉冲对译码后的信号示意图
（1）脉冲对译码及基准译码
在FPGA 中根据脉冲对编码进行译码，X 模式时为12μs，Y 模式时为30μs。译码后输出满足编码要求的第二译码。根据基准的编码要求，译码后输出基准抑制信号。在基准抑制信号内不对识别信号进行检测。识别信号脉冲对译码后的信号如图4所示。
（2）识别译码
根据第二译码按照识别信号的编码规则进行译码，先按照平衡脉冲的编码100μs±10μs 进行译码，然后再按照识别脉冲编码740μs 进行译码，输出满足识别编码的脉冲序列。识别脉冲序列如图5所示。
图5 识别脉冲序列示意图
（3）产生标准的驱动信号
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