四通道电磁炮光电同步检测系统设计.pdf

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1、四通道电磁炮光电同步检测系统设计贺星辰,等四通道电磁炮光电同步检测系统设计DesignoftheFour-channelPhotoelectricSynchronousDetectionSystemforEMGun贺星辰杨录(中北大学信息与通信工程学院电子测试技术国家重点实验室,山西太原030051)摘要:为了检测电磁炮连发炮弹时的炮体性能,需要提取其发炮时的同步触发信号,所以设计了一种四通道光电同步检测系统。该系统采用PIN型光电二极管BPW24R作为探测器,利用发炮时炮体对激光源光路阻断的方法,获取光信号并进行光电转换。电信号经去噪和放大后,生成脉宽1~4ms间可调的TTL触

2、发脉冲,并将四连发炮弹对应的脉冲信号分配到四个光电通道输出。试验结果表明,设计能够满足炮膛检测所需的灵敏度高、同步性能好、抗干扰能力强的要求。关键词:光电转换光电探测器抗噪锁存同步脉冲中图分类号:TN247文献标志码:AAbstract:InordertodetecttheperformanceofthegunbodywhentheEMgunburstsshells,itisnecessarytoextractthesynchronoustriggingsignalsforrunningfire,thusthefour-channelphotoelectricsynchronou

3、sdetectionsystemhasbeendesigned.Inthesystem,thePINphotoelectricdiodeBPW24Risusedasthedetector,whenthegunisrunningfire,thegunbodyisblockingthelaserpath,theopticalsignalisobtainedandphotoelectricconversionisconducted.Afterde-noisingandamplifying,theelectricsignalgeneratesTTLtriggerpulsewithwidt

4、hadjustablebetween1~4ms,andthepulsesignalscorrespondingfourburstingshellsaredistributedtofourofthephotoelectricoutputchannels.Theresultofexperimentsshowsthatthedesignmeetstherequirementsforgunboredetection,e.g.,highsensitivity,goodsynchronousperformance,andstronganti-interferencecapability.Ke

5、ywords:PhotoelectricconversionPhotoelectricdetectorAnti-noiseLatchSynchronouspulse双重触发锁存设计,使系统只对发炮时弹体的光电信号0引言进行脉冲触发,达到了测试平台所需的抗噪要求。随着半导体技术、微电子技术以及光学技术的迅速1光电检测原理与系统构成发展,光电检测技术已广泛应用于军事装备、工业生产、[1-2]1.1光电检测原理天文观测、医疗卫生等诸多领域。某种电磁炮膛内的检测设备,可以对发炮时的各项性能指标进行分析,系统采用由PIN型光电二极管和高速集成运算放但是该设备需要设计一种系统前端,用来产生每

6、发炮弹大器构成的光电转换电路。这种电路结构实际上是一发射时对应的同步TTL电平脉冲信号,并可按发炮时产个光电流信号到电压信号的转换器。PIN管相当于一个电流源,当它的负载阻抗为零时,它的输出特性最生脉冲的顺序分别对应各自通道输出,以便用于后续检好。而理想的运放正、负输入端正好有“虚短”的特测装置的控制。本系统完成了发炮时光信号的获取,光[3]性,这正是选用运放来检测PIN管电流的原因。光电信号转换、去噪、放大,同步脉冲的产生与整形,以及电信号检测原理如图1所示。脉冲宽度调整等功能设计。此外,在电磁炮炮弹快速出膛过程中,通常在炮膛内部会产生多种干扰,主要是铝制弹体快速滑过铜制膛线时

7、所产生的滑动光干扰、弹体通过膛口时产生的弧光干扰以及发炮后的烟幕干扰。这些干扰会影响发炮时同步触发脉冲的正常产生与计数输出,而且具有瞬时突发性和不可控性,一般情况下很难消除。对此,设计实现了一种触发锁存电路,采用山西省自然科学基金资助项目(编号:2012011010-1)。图1光电信号检测原理图修改稿收到日期:2014-02-17。Fig.1Schematicdiagramofthephotoelectricsignaldetection第一作者贺星辰(1988-),男,现为中北

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