某探测器测试与信号处理系统的PCM信息采集

　　3.1 帧格式

　　在中国的某些规定中，为了保护PCM遥控数据，在PCM遥测中使用两种遥控扩展帧，即实时开关指令和串行数据注入帧。这两种遥控帧的后面都可以附加一个长度为8m(m=1，2，3……)bit的序列以用于数据的保护。具体如图5所示。

　　本系统中?信号采样后可按照基准信号的周期进行分帧处理，程序每次处理的是上一帧的采样数据(数据处理延时1帧)，然后再根据计算结果合成跟踪信号;在处理数据的同时，可采用中断输出的上一帧来计算跟踪信号(跟踪信号输出延时2帧)。

　　假设基准信号如图6所示，那么，采用过零检测可得到正、负过零时刻，但有时基准信号的过零点不唯一，故可将过零检测改为过某一固定电平检测。

　　在正过零时刻，由过零检测电路可产生硬件中断IRQ0，中断响应程序首先记录当前缓冲区的长度L，然后进行缓冲区切换。假设将缓冲区切换到Buffer(I)(I=1，2，3，4)，此后的采样数据采用DMA方式放入Buffer(I)。那么，4个缓冲区将按照1->2->3->4->1的方式循环。

　　在负过零时刻，将由过零检测电路产生硬件中断IRQ1，然后计算基准信号正峰值位置N，(为了清楚起见，图6中不同周期的N分别用N1和N2表示)，定义M为IRQ1中断时当前缓冲区的长度，则N1=M/2。相邻两个峰值之间的数据为一帧数据，图6中，N1和N2之间的数据为一帧数据。

　　由于基准信号的频率不稳定，因此不能采用固定长度的缓冲区。为了便于寻址，采集数据缓冲区的长度定为1024。由于一帧完整的数据将跨越两个缓冲区，同时为了处理目标跨越两帧数据的情况，可将采样缓冲区数定为4个，其中一个作为当前采集数据的DMA传输目的，另外三个作为两帧完整数据的缓存。

　　因为共有22路信号需要采样，设置的缓冲区应有22组，故此，定义0～15为中波信号，16～20为短波信号，21为基准信号，22为解锁信号。

　　3.2 同步问题

　　除帧格式外，时分制遥测信号的同步和时隙关系也很严格?即所谓的同步问题。具体有帧同步、字同步、位同步等多种形式。在数字遥测(PCM)系统中，信道上传输的是二进制编码序列，插入帧同步信号要易于识别和提取，并应与正常信号编码有显著差别且能减少假同步和漏同步概率。目前常用的帧同步码组有巴克码组、伪随机码组等。实际上更基本的同步是时钟同步(也称为路同步或位同步)，也就是要求收发两端数据流的时钟严格同步。本系统使用CPLD对接收到的基准信号进行处理以作为帧同步的标志。

　　4 结束语

　　通过时分制，并用DSP DMA技术实现的PCM高速数据采集系统具有很高的信噪比，完全可以达到设计要求。实际上，本实现方案也可推广到多路的采集系统，但设计时应考虑性价比及总线速度问题。