行波管(TWT)是具有宽频带、高增益、高输出功率的功率放大真空电子管,是通讯系统、雷达、电子对抗、地面站、微波加热等系统的核心器件,在现代化高科技战争中担负着极其重要的作用。行波管的广泛应用对行波管的可靠性和性能提出了更高的要求,除了通过对行波管设计、生产以及系统接口和环境的改进以提高行波管的性能和可靠性外,在线自动检测、监控、记录、评估行波管的工作状态,对于保障整机系统的可靠性、预测剩余寿命、实时维修及获得可靠性参数等都具有极其重要的作用。 本文研制了基于ARM嵌入式系统的行波管自动监控系统。系统中采用了基于ARM920T设计的嵌入式处理器S3C2410为控制处理核心,辅以可编程逻辑器件(CPLD)进行接口逻辑电路的设计,实现了通用行波管(连续波和脉冲波)各路工作参数的实时监控,包括：钛泵电压及电流、管体电压及电流、收集极电压及电流、阳极电压及电流、栅极电源电压、调制电源电压、灯丝电源(直流、交流)电压及灯丝电流,通过对这些对象的实时监测,及时地发现行波管工作的异常并关断电源以保护行波管。对于行波管发生故障时产生的突变异常信号,通过中断技术,使嵌入式处理器做出快速的处理以即时关断行波管电源。 为了能够既可靠义安全地完成测量,系统设计了前级发送电路和后级接收电路,两者采用光纤进行连接,实现高压电源的隔离。在前级发送电路中,设计了高电压取样电路、信号调理电路、压频转换电路以及光信号发送电路；在后级接收电路中,设计了光信号接收电路、频压转换电路、A/D转换电路,以及基于CPLD开发的与ARM嵌入式处理器的接口逻辑电路。 对脉冲调制行波管进行可靠性试验时,利用CPLD设计的计数器实现对栅控脉冲宽度和周期的测量,从而进行对脉冲宽度及其工作比的监控；另外还利用高速采集卡及其配套软件实现了收集极电流脉冲波形的实时显示。 系统中嵌入式软件设计采用嵌入式Linux操作系统作为开发平台,使用模块化和结构化的程序设计方法,实现了基于Linux的驱动程序和应用程序的设计,完成了行波管各极电源信号的采集和处理、信号波形和数值的实时显示以及数据的串口传输等功能。系统通过RS232串口与上位PC机进行数据交换,进而实现对行波管工作参数进行分析、比较、实时显示以及存储、打印等功能。 嵌入式监控系统与行波管工作电源及上位PC机数据处理平台一起构成了一套完整的行波管可靠性测试系统。经过长时间的运行和调试证明,测试系统稳定可靠,达到了预期的设计目的。