觸發(fā)電路 - 紅外光幕靶調理與數(shù)據(jù)采集電路

　　彈尖觸發(fā)方式就是利用彈丸過靶信號的波形前沿觸發(fā)后續(xù)計時電路。這種觸發(fā)方式由于過靶信號的波形前沿斜率較小，同時不同光幕靶的光幕厚度存在差異，使得彈丸在穿過不同光幕時產(chǎn)生的觸發(fā)時刻一致性較差，因而造成較大的觸發(fā)誤差；而彈底觸發(fā)方式則是利用彈丸過靶信號的波形后沿來觸發(fā)后續(xù)計時電路。常規(guī)過靶信號處理會采用波形后沿信號二次微分零值點作為觸發(fā)點。相比較而言，彈底觸發(fā)方式具有較強的抗干擾能力。適用于一般的彈丸測試。

????? 在觸發(fā)電路設計時，首先利用電壓比較器將彈丸過靶信號變?yōu)槊}沖信號，電壓比較器的門限可以根據(jù)實際情況進行調節(jié)，然后再利用CPLD器件進行彈尖、彈底選擇，當選擇彈尖觸發(fā)時，讓經(jīng)過電壓比較器后的脈沖信號直接輸入到后續(xù)電路中；當選擇彈底觸發(fā)時，經(jīng)過電壓比較器后的脈沖信號，再經(jīng)濾波電路，最后輸出一個固定脈寬的脈沖到后續(xù)電路。這里采用電壓比較器LM311設計比較電路，將彈丸過靶信號設計變?yōu)槊}沖信號，其具體電路原理圖如圖6所示。

5 濾波電路

　　光電靶在工作過程中，當靶面內(nèi)的光通量發(fā)生足夠大的變化時，光電傳感器就會響應這種變化而產(chǎn)生電信號，也就是說，一些非彈丸物體在穿過靶面時也會使得光幕內(nèi)光通量發(fā)生變化以至光電傳感器產(chǎn)生電信號。根據(jù)光電靶的工作原理，穿過靶面的飛行物體速度不同，遮擋的時間就不同，在電路中表現(xiàn)為比較器后產(chǎn)生的方波脈沖的寬度不同。

　　式中，l為飛行物的長度，d為光幕面的厚度，v為飛行物的速度。

　　沖擊波以聲速計算，v為340 m／s，d=3 mm，則可知沖擊波穿過光幕產(chǎn)生的方波信號脈沖寬度為：；若v=330 m／s，則t1≌9．1 μs。蚊蟲等飛行物飛行速度v為20 m／s，物體長度l約為10 mm，則可知蚊蟲飛過光幕產(chǎn)生的方波信號脈沖寬度。紅外密集度立靶測試系統(tǒng)測試彈丸彈速范圍為200～l 200m／s，主要用于5．8、7．62、9 mm 3種彈，沖擊波的影響主要產(chǎn)生于對9 mmx19 mm的手槍彈的測量，該彈丸彈速約為320 m／s。根據(jù)彈速和彈長，可知彈丸穿過光幕產(chǎn)生的方波信號脈沖寬度。

　　根據(jù)靶場實際測試情況，彈丸穿過光幕時產(chǎn)生的方波信號脈沖寬范圍為150～10μs則認為脈沖寬度為該范圍內(nèi)的信號為無效，則需剔除，此時可將蚊蟲干擾信號和沖擊波信號濾除，從而達到抗干擾的目的。

6 實驗結果

　　在重慶某靶場，廠方對紅外密集度光電立靶進行實彈射擊驗收試驗，測試數(shù)據(jù)如表1所示。

　　由表1可看出本系統(tǒng)在實彈測試中數(shù)據(jù)穩(wěn)定，沒有出現(xiàn)脫靶與數(shù)據(jù)不合理的情況，達到靶場測試要求。

7 結論

　　通過理論分析和實彈測試，證明了該光電探測系統(tǒng)及信號處理電路已成功地獲取了彈丸過靶信號并能觸發(fā)測時儀，能夠得到穩(wěn)定的彈丸過靶信號，其抗干擾能力較強。適用于各類口徑的彈丸測試。