末制導炮彈檢測彈用光電探測器模擬信號源的製作方法
2023-04-29 23:36:16 3
本發明屬於電子技術領域，具體涉及一種末制導炮彈檢測彈用光電探測器模擬信號源。
背景技術：
末制導炮彈檢測彈是專門用於末制導炮彈控制艙檢測訓練的裝置，其檢測壽命較實彈長，並且保證檢測過程中的安全性。
光電探測器是末制導炮彈控制艙實現制導功能的關鍵部件，它接收目標反射雷射，並形成電信號，送到電子艙。但由於受光電探測器的壽命限制，在末制導炮彈檢測彈上不能採用光電探測器，需要設計專門的信號源模擬光電探測器的輸出信號，即光電探測器模擬信號源。
光電探測器接收到的目標反射雷射有四種雷射編碼，對應四種不同周期的雷射脈衝，光電探測器輸出到電子艙的信號周期根據雷射編碼而定。控制艙工作時對光電探測器輸入到電子艙內的信號周期要求較高，並且佔空比很小。
技術實現要素：
本發明需要解決的技術問題是提供一種周期可設定、脈寬可調、幅度可調，信號精確的末制導炮彈檢測彈用光電探測器模擬信號源。
為解決上述技術問題，本發明所採用的技術方案是：
一種末制導炮彈檢測彈用光電探測器模擬信號源，該模擬信號源包括單片機電路、編碼選擇電路、觸發器電路、信號實現電路，其中編碼選擇電路的輸出端連接單片機電路的輸入端，單片機電路的輸出端連接觸發器電路的輸入端，觸發器電路的輸出端連接信號實現電路的輸入端，單片機電路根據編碼選擇電路的不同輸入產生不同的方波信號，輸出至觸發器電路進行脈寬調整，然後輸出至信號實現電路實現波形反相輸出。
進一步的，所述單片機電路包括單片機U1及其外圍的電源濾波電路、復位電路、時鐘電路。
進一步的，所述編碼選擇電路包括多位撥碼開關S2以及上拉排阻RP1，多位撥碼開關S2中使用的每一位的一端接地，另一端接單片機U1輸入引腳，同時經上拉排阻RP1接電源。
進一步的，所述觸發器電路包括反相器、可重觸發單穩態觸發器74123以及電阻R4、可調電阻R5，電容C5、C6，發光二極體D2，其中反相器U2A的輸入端接單片機U1的輸出引腳，反相器U2A輸出連接反相器U2B的輸入，反相器U2B的輸出74123的觸發輸入端2腳，74123的觸發輸入端3腳接地，可調電阻R5兩端連接74123的16腳和15腳，電容C6的兩端連接74123的14腳和15腳，反相器U2A的輸出端經電阻R4連接發光二極體D2的正極，發光二極體D2的負極接地。
進一步的，所述信號實現電路包括驅動晶片IR2110，電阻R6-R9，可調電阻R10，電容C7，開關管Q1，其中驅動晶片1R2110的輸出端經電阻R8連接開關管Q1的柵極，開關管Q1的漏極接地，開關管Q1的源極接電容C7一端，電容C7另一端連接輸出端out，同時電容C7另一端與開關管Q1的漏極之間並接電阻R9和二極體D3, 二極體D3負極連接電容C7另一端，開關管Q1的源極經電阻R7、可調電阻R10接地，開關管Q1的源極經電阻R7、電阻R6接電源+12V。
由於採用了上述技術方案，本發明取得的技術進步是：
本發明通過單片機產生方波信號，信號精度高，採用編碼選擇電路可以選擇不同的信號周期，採用觸發器電路可以進行脈寬控制，採用信號實現電路可以控制方波幅度和相位，該發明的電路產生的方波精度高，可產生小佔空比信號。
附圖說明
圖1是本發明模擬電路框圖；
圖2是本發明觸發器電路原理圖；
圖3是本發明信號實現電路原理圖；
圖4是本發明主程序流程圖；
圖5是本發明子程序流程圖。
具體實施方式
下面結合實施例對本發明做進一步詳細說明：
本發明是一種光電探測器模擬信號源，用於模擬末制導炮彈控制艙光電探測器接收反射雷射後產生的信號。
如圖1所示，本發明包括單片機電路、編碼選擇電路、觸發器電路、信號實現電路，其中編碼選擇電路的輸出端連接單片機電路的輸入端，單片機電路的輸出端連接觸發器電路的輸入端，觸發器電路的輸出端連接信號實現電路的輸入端，單片機電路根據編碼選擇電路的不同輸入產生不同的方波信號，輸出至觸發器電路進行脈寬調整，然後輸出至信號實現電路實現波形反相輸出。所述單片機電路包括單片機及其外圍的電源濾波電路、復位電路、時鐘電路。
如圖2所示，所述編碼選擇電路包括多位撥碼開關S2以及上拉排阻RP1，多位撥碼開關S2中使用的每一位的一端接地，另一端接單片機U1輸入引腳，同時經上拉排阻RP1接電源。單片機電路是以PIC16F873A為核心的信號發生電路，實現了信號的高精度周期和小佔空比。當撥碼開關S2選定某一信號編碼時，單片機執行相應的程序產生相應周期的方波信號，周期精度滿足電子艙的工作要求。
如圖3所示，所述觸發器電路包括反相器、可重觸發單穩態觸發器74123以及電阻R4、可調電阻R5，電容C5、C6，發光二極體D2，其中反相器U2A的輸入端接單片機U1的輸出引腳，反相器U2A輸出連接反相器U2B的輸入，反相器U2B的輸出74123的觸發輸入端2腳，74123的觸發輸入端3腳接地，可調電阻R5兩端連接74123的16腳和15腳，電容C6的兩端連接74123的14腳和15腳，反相器U2A的輸出端經電阻R4連接發光二極體D2的正極，發光二極體D2的負極接地。反相器採用六反相器晶片74LS04。該電路接收單片機輸出信號，經74LS04兩個通道依次反相器驅動能力增強，輸入到74123後，通過調節外接可調電阻R5和電容C6，使輸出信號的高電平時間在500ns左右，以滿足電子艙工作所需要的佔空比。
所述信號實現電路包括驅動晶片IR2110，電阻R6-R9，可調電阻R10，電容C7，開關管Q1，其中驅動晶片1R2110的輸出端經電阻R8連接開關管Q1的柵極，開關管Q1的漏極接地，開關管Q1的源極接電容C7一端，電容C7另一端連接輸出端out，同時電容C7另一端與開關管Q1的漏極之間並接電阻R9和二極體D3, 二極體D3負極連接電容C7另一端，開關管Q1的源極經電阻R7、可調電阻R10接地，開關管Q1的源極經電阻R7、電阻R6接電源+12V。該電路是將來自觸發器電路的信號經功率放大後驅動開關管，使輸出端輸出負極性的方波信號。周期保持與單片機輸出信號周期一致。
本發明工作原理：
編碼選擇電路設定好信號編碼後，單片機根據撥碼開關的選擇位置執行內部相應指令，產生相應周期的方波信號。方波信號到達觸發器電路，經74LS04兩次反相後，信號的驅動能力增強，觸發單穩態觸發器74123，經過調節74123的外界電阻和電容使輸出信號的高電平時間約為500ns，周期保持與輸入信號一致。該信號到達信號實現電路，經功率驅動晶片IR2110放大，輸出到開關管Q1（IRF530），高電平時開關管閉合，低電平時開關管斷開，使輸出端產生瞬間電壓極性為負、周期為編碼周期、低電平時間約為500ns的方波信號。
程序設計：
由於電子艙對模擬探測器信號源的周期精度要求較高。為了滿足要求，軟體設計中採用了單片機內部TMR1定時器定時周期。由於此時對單片機輸出方波的高電平時間和精度要求不高，因此在軟體設計時沒有追求高電平的時間和精度，利用5ms的軟體延時來控制高電平的時間。信號發生電路單片機軟體主要由主程序和四個子程序組成，四個子程序流程相同，只是產生的方波信號周期不同。工作時，單片機將根據撥碼開關的選擇調用相應的子程序，產生相應周期的方波信號。信號發生電路的主程序流程圖如圖4所示，子程序流程圖如圖5所示。