CN103267900A - 一种电容引信用电容探测电路 - Google Patents

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宋承天
白玉贤
崔占忠
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Abstract

本发明公开了一种电容引信用电容探测电路，能够提高电容引信探测灵敏度和稳定性。该电容探测电路中的检波部分采用隔离+倍压检波的电路形式。电阻R3、R4、R5构成分压网络将通过耦合电极感应过来的振荡电压抬高到一定电平，再经过电压跟随器U1进行隔离和滤波网络的滤波。滤波网络后端连接充电电容C5和反接的二极管D1，D1两端连接串联的二极管D2、电阻R8和电容C6。当信号为负半周时，D1导通，C5被充电到信号的峰值，当信号为正半周时，信号电压正好与C5上的电压叠加形成两倍的电压，D1被反偏而截止，D2导通，于是对C6充电到两倍的峰值。

Description

一种电容引信用电容探测电路
技术领域
本发明涉及电容引信探测技术，具体涉及一种电容引信用电容探测电路。
背景技术
电容近炸引信是利用弹丸与目标接近时分布电容的变化而探测目标的。当引信接近目标时，引信电极间的电容将发生变化，把这种电容的变化量检测出来作为目标信号加以利用，可以控制炸点，实现预定的炸高。电容引信炸高和可靠性的提高，取决于电容引信探测器对弹目运动过程中电极间微小电容变化检测的灵敏度和稳定性。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种电容引信用电容探测电路，能够提高电容引信探测灵敏度和稳定性，从而提高电容近炸引信的炸高和可靠性。
该电容引信用电容探测电路，由振荡器电路、检波电路和两块耦合电极组成，两块耦合电极一对一分别连接振荡器电路和检波电路；
所述检波电路包括所述检波电路包括电阻R3～R8、由运放连接成的电压跟随器U1、电容C4～C6、二极管D1和D2；电阻R4和电阻R5串联后两端分别连接电源Vcc和地，电阻R4和电阻R5的连接处通过电阻R3连接其中一块耦合电极，同时还连接电压跟随器U1的输入端；电容C4的两端分别通过电阻R6和电阻R7接地，且电容C4一端连接电压跟随器U1的输出端，另一端接电容C5；电容C5的另一端通过反接的二极管D1接地；二极管D2的阳极连接二极管D1的阴极，二极管D2的阴极通过串联的电阻R8和电容C6接地；电阻R8和电容C6的连接处引出检波电压输出端Ud。
有益效果：
本发明采用隔离+倍压检波的电路代替三极管检波电路。采用倍压检波后，当输入相同振荡电压时，输出的检波电压为原来的两倍，从而增强了检波器输出检波电压对耦合电容变化的敏感性。而且电压跟随器的隔离作用也大大提高检波器输出检波电压的稳定度。相比于现有电容探测器，大大提高了电容探测器的整体灵敏度。
经过本发明改造后的电容探测器检波电压仅存在几毫伏的跳动，与未改造前的检波器相比，进行同样的推板实验时，改造后电容探测器的检波电压交流变化量可以达到100mv左右，灵敏度比原电容引信提高了5-6倍，同时稳定度也大大提高。
附图说明
图1为电容探测器原理框图。
图2为一种调整前电容探测器电路图。
图3为本发明采用隔离+倍压检波的电容探测器电路图。
具体实施方式
下面结合附图并举实施例，对本发明进行详细描述。
电容引信探测器的原理框图如图1所示，由振荡器电路、检波电路和两块耦合电极等组成。振荡器电路和检波电路分别与两块耦合电极一对一连接，两块耦合电极形成对电容变化进行探测的前端传感部分。振荡器电路产生振荡电压通过耦合电极感应，在检波电路中形成电压，称为检波电压Ud。该检波电压与振荡电压的幅度、电极位置、检波电路的电路形式及元器件参数等有关。
一种现有电容引信探测器的电路图如图2所示。其中检波电路的检波形式为三极管检波电路，利用三极管Q2的基-射极的PN结来完成检波任务的。经过使用发现，该电路的检波电压受耦合电极感应过来的振荡电压影响较大，检波后检波电压存在几十毫伏的跳动，并对于微小电容变化的探测灵敏度比较低，该电容引信探测器在推板实验时，对于0.5m处1.5m*1.5m大小的金属板目标，检波后的检波电压交流变化量仅有20mv，因而其带来的后果是：一来炸高比较偏低，比较到较近的距离才能有效检测到目标；二来检波电压的波动会影响到电容引信的可靠性。
为进一步提高现有电容引信的探测灵敏度和可靠性，需要从检波电压本身的稳定性以及对微小电容变化的反应灵敏度方面进行改进。
经分析发现，检波电压灵敏度低、可靠性差的原因是原有检波电路利用三极管检波时存在输入阻抗比较低的问题。因此本发明摒弃了三极管检波电路，采用倍压检波原理，提高检波器输出检波电压对耦合电容变化的敏感性；采用电压跟随器进行隔离，提高检波器输出检波电压的稳定度。相比于现有电容探测器，大大提高了电容探测器的整体灵敏度。
图3为本发明高灵敏度和稳定度的电容引信探测器电路图。如图3所示，该电容引信探测器由振荡器电路、检波电路和两块耦合电极组成。两块耦合电极分别连接振荡器电路和检波电路。
检波电路包括电阻R3～R8、由运放连接成的电压跟随器U1、电容C4～C6、二极管D1和D2。电阻R4和电阻R5串联后两端分别连接电压Vcc和地，电阻R4和电阻R5的连接处通过电阻R3连接其中一块耦合电极，同时还连接电压跟随器U1的输入端。从耦合电极感应的振荡电压经过R4和R5的分压和电压跟随器U1的隔离后输入到后续的倍压检波部分。在倍压检波部分中，电容C4的两端分别通过电阻R6和电阻R7接地，且电容C4一端连接电压跟随器U1的输出端，另一端接电容C5。电容C5的另一端通过反接的二极管D1接地；二极管D2的阳极连接二极管D1的阴极，二极管D2的阴极通过串联的电阻R8和电容C6接地；电阻R8和电容C6的连接处引出检波电压输出端Ud。
该电路的原理如下：
通过耦合电极感应过来的振荡电压，经过R3、R4、R5后被抬高到一定的直流电平，经过运放器实现的电压跟随器U1进行隔离，R6、R7和C4组成滤波网络，当信号为负半周时，D1导通，C5被充电到信号的峰值，当信号为正半周时，信号电压正好与C5上的电压叠加形成两倍的电压，D1被反偏而截止，D2导通，于是对C6充电到两倍的峰值。以后每个信号周期均重复此过程，C6上就一直有两倍的信号电压。
采用倍压检波后，当输入相同振荡电压时，输出的检波电压为原来的两倍，从而增强了检波器输出检波电压对耦合电容变化的敏感性。而且电压跟随器的隔离作用也大大提高检波器输出检波电压的稳定度。
经过本发明改造后的电容探测器检波电压仅存在几毫伏的跳动，同样对于0.5m处1.5m*1.5m大小的金属板进行推板实验时，检波后的检波电压交流变化量可以达到100mv左右，灵敏度比原电容引信提高了5-6倍，同时稳定度也大大提高。
综上所述，以上仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (1)

1.一种电容引信用电容探测电路，两块耦合电极一对一分别连接振荡器电路和检波电路；其特征在于，所述检波电路包括电阻R3～R8、由运放连接成的电压跟随器U1、电容C4～C6、二极管D1和D2；
电阻R4和电阻R5串联后两端分别连接电源Vcc和地，电阻R4和电阻R5的连接处通过电阻R3连接其中一块耦合电极，同时还连接电压跟随器U1的输入端；
电容C4的两端分别通过电阻R6和电阻R7接地，且电容C4一端连接电压跟随器U1的输出端，另一端接电容C5；电容C5的另一端通过反接的二极管D1接地；二极管D2的阳极连接二极管D1的阴极，二极管D2的阴极通过串联的电阻R8和电容C6接地；电阻R8和电容C6的连接处引出检波电压输出端Ud。
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