紅外光幕靶調(diào)理與數(shù)據(jù)采集電路

本文提出一種新型紅外光幕靶led/' target='_blank'>光電探測系統(tǒng)與信號調(diào)理電路設(shè)計(jì)，采用紅外發(fā)光二極管作為發(fā)光光源，通過光電二極管陣列進(jìn)行接收信號，將該信號處理后再接到測試儀器上，從而得到彈丸過靶速度。
1 發(fā)光系統(tǒng)

　　設(shè)計(jì)中采用紅外發(fā)光二極管陣列發(fā)射紅外光，形成光幕，相鄰的發(fā)光二極管的直徑為5 mm，則緊密排列后其中心間距為5 mm。根據(jù)紅外發(fā)光二極管的壓降，工作電流，額定電壓等，設(shè)計(jì)出能使發(fā)光管發(fā)光強(qiáng)度滿足要求，并能穩(wěn)定工作的電路。

　　以往的光幕靶大多采用恒壓源的設(shè)計(jì)方法，但是由于影響紅外發(fā)光二極管發(fā)光亮度與穩(wěn)定性的主要因素是為流經(jīng)其電流大小，因而采用LM317設(shè)計(jì)恒流源電路，具體電路圖如圖1所示。該電路設(shè)計(jì)采用LM317的標(biāo)準(zhǔn)恒流源電路接法，其輸出電流Iout為：

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2 光電轉(zhuǎn)換電路

　　利用紅外光敏二極管作為光電轉(zhuǎn)換器件完成光信號到電信號轉(zhuǎn)換。這種器件具有響應(yīng)速度快、體積小等優(yōu)點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于光電檢測。該電路設(shè)計(jì)采用由50只光敏二極管連接起來組成陣列，如圖2所示，圖2只給出其中2路，其余各路連接方法相同。其中，電阻R1、R2為取樣電阻，阻值可稍大一些，有利于增加電路靈敏度以提高整個(gè)測試系統(tǒng)的靈敏度；電容C5、C6主要用于交流耦合。

3 放大電路

　　在測試系統(tǒng)中，當(dāng)彈丸穿過靶面時(shí)，由由光敏二極管輸出的電信號比較微弱，如果此輸出信號直接輸出到后續(xù)電路往往會(huì)被噪聲淹沒，因此要有效利用該輸出信號，必須對其進(jìn)行放大。放大電路的作用就是放大光敏二極管輸出的微弱電信號，使之滿足后續(xù)處理電路的需要。電路需放大1 000倍左右，以往的光幕靶設(shè)計(jì)采用兩級放大(圖3)，由于放大倍數(shù)過高，導(dǎo)致兩級放大噪聲和溫漂等比較嚴(yán)重，因而該設(shè)計(jì)采用三級放大電路，如4圖所示。其中每一級放大10倍，由于是阻容耦合，因而放大l 000倍左右。其中每一級后連接有低通濾波電路。該電路設(shè)計(jì)為低于50 kHz的信號才可通過。

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