CN106802109A - 末制导炮弹检测弹用光电探测器模拟信号源 - Google Patents

末制导炮弹检测弹用光电探测器模拟信号源 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种末制导炮弹检测弹用光电探测器模拟信号源，该模拟信号源包括单片机电路、编码选择电路、触发器电路、信号实现电路，其中编码选择电路的输出端连接单片机电路的输入端，单片机电路的输出端连接触发器电路的输入端，触发器电路的输出端连接信号实现电路的输入端，单片机电路根据编码选择电路的不同输入产生不同的方波信号，输出至触发器电路进行脉宽调整，然后输出至信号实现电路实现波形反相输出。本发明通过单片机产生方波信号，信号精度高，采用编码选择电路可以选择不同的信号周期，采用触发器电路可以进行脉宽控制，采用信号实现电路可以控制方波幅度和相位，该发明的电路产生的方波精度高，可产生小占空比信号。

Description

末制导炮弹检测弹用光电探测器模拟信号源
技术领域
本发明属于电子技术领域，具体涉及一种末制导炮弹检测弹用光电探测器模拟信号源。
背景技术
末制导炮弹检测弹是专门用于末制导炮弹控制舱检测训练的装置，其检测寿命较实弹长，并且保证检测过程中的安全性。
光电探测器是末制导炮弹控制舱实现制导功能的关键部件，它接收目标反射激光，并形成电信号，送到电子舱。但由于受光电探测器的寿命限制，在末制导炮弹检测弹上不能采用光电探测器，需要设计专门的信号源模拟光电探测器的输出信号，即光电探测器模拟信号源。
光电探测器接收到的目标反射激光有四种激光编码，对应四种不同周期的激光脉冲，光电探测器输出到电子舱的信号周期根据激光编码而定。控制舱工作时对光电探测器输入到电子舱内的信号周期要求较高，并且占空比很小。
发明内容
本发明需要解决的技术问题是提供一种周期可设定、脉宽可调、幅度可调，信号精确的末制导炮弹检测弹用光电探测器模拟信号源。
为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：
一种末制导炮弹检测弹用光电探测器模拟信号源，该模拟信号源包括单片机电路、编码选择电路、触发器电路、信号实现电路，其中编码选择电路的输出端连接单片机电路的输入端，单片机电路的输出端连接触发器电路的输入端，触发器电路的输出端连接信号实现电路的输入端，单片机电路根据编码选择电路的不同输入产生不同的方波信号，输出至触发器电路进行脉宽调整，然后输出至信号实现电路实现波形反相输出。
进一步的，所述单片机电路包括单片机U1及其外围的电源滤波电路、复位电路、时钟电路。
进一步的，所述编码选择电路包括多位拨码开关S2以及上拉排阻RP1，多位拨码开关S2中使用的每一位的一端接地，另一端接单片机U1输入引脚，同时经上拉排阻RP1接电源。
进一步的，所述触发器电路包括反相器、可重触发单稳态触发器74123以及电阻R4、可调电阻R5，电容C5、C6，发光二极管D2，其中反相器U2A的输入端接单片机U1的输出引脚，反相器U2A输出连接反相器U2B的输入，反相器U2B的输出74123的触发输入端2脚，74123的触发输入端3脚接地，可调电阻R5两端连接74123的16脚和15脚，电容C6的两端连接74123的14脚和15脚，反相器U2A的输出端经电阻R4连接发光二极管D2的正极，发光二极管D2的负极接地。
进一步的，所述信号实现电路包括驱动芯片IR2110，电阻R6-R9，可调电阻R10，电容C7，开关管Q1，其中驱动芯片1R2110的输出端经电阻R8连接开关管Q1的栅极，开关管Q1的漏极接地，开关管Q1的源极接电容C7一端，电容C7另一端连接输出端out，同时电容C7另一端与开关管Q1的漏极之间并接电阻R9和二极管D3, 二极管D3负极连接电容C7另一端，开关管Q1的源极经电阻R7、可调电阻R10接地，开关管Q1的源极经电阻R7、电阻R6接电源+12V。
由于采用了上述技术方案，本发明取得的技术进步是：
本发明通过单片机产生方波信号，信号精度高，采用编码选择电路可以选择不同的信号周期，采用触发器电路可以进行脉宽控制，采用信号实现电路可以控制方波幅度和相位，该发明的电路产生的方波精度高，可产生小占空比信号。
附图说明
图1是本发明模拟电路框图；
图2是本发明触发器电路原理图；
图3是本发明信号实现电路原理图；
图4是本发明主程序流程图；
图5是本发明子程序流程图。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做进一步详细说明：
本发明是一种光电探测器模拟信号源，用于模拟末制导炮弹控制舱光电探测器接收反射激光后产生的信号。
如图1所示，本发明包括单片机电路、编码选择电路、触发器电路、信号实现电路，其中编码选择电路的输出端连接单片机电路的输入端，单片机电路的输出端连接触发器电路的输入端，触发器电路的输出端连接信号实现电路的输入端，单片机电路根据编码选择电路的不同输入产生不同的方波信号，输出至触发器电路进行脉宽调整，然后输出至信号实现电路实现波形反相输出。所述单片机电路包括单片机及其外围的电源滤波电路、复位电路、时钟电路。
如图2所示，所述编码选择电路包括多位拨码开关S2以及上拉排阻RP1，多位拨码开关S2中使用的每一位的一端接地，另一端接单片机U1输入引脚，同时经上拉排阻RP1接电源。单片机电路是以PIC16F873A为核心的信号发生电路，实现了信号的高精度周期和小占空比。当拨码开关S2选定某一信号编码时，单片机执行相应的程序产生相应周期的方波信号，周期精度满足电子舱的工作要求。
如图3所示，所述触发器电路包括反相器、可重触发单稳态触发器74123以及电阻R4、可调电阻R5，电容C5、C6，发光二极管D2，其中反相器U2A的输入端接单片机U1的输出引脚，反相器U2A输出连接反相器U2B的输入，反相器U2B的输出74123的触发输入端2脚，74123的触发输入端3脚接地，可调电阻R5两端连接74123的16脚和15脚，电容C6的两端连接74123的14脚和15脚，反相器U2A的输出端经电阻R4连接发光二极管D2的正极，发光二极管D2的负极接地。反相器采用六反相器芯片74LS04。该电路接收单片机输出信号，经74LS04两个通道依次反相器驱动能力增强，输入到74123后，通过调节外接可调电阻R5和电容C6，使输出信号的高电平时间在500ns左右，以满足电子舱工作所需要的占空比。
所述信号实现电路包括驱动芯片IR2110，电阻R6-R9，可调电阻R10，电容C7，开关管Q1，其中驱动芯片1R2110的输出端经电阻R8连接开关管Q1的栅极，开关管Q1的漏极接地，开关管Q1的源极接电容C7一端，电容C7另一端连接输出端out，同时电容C7另一端与开关管Q1的漏极之间并接电阻R9和二极管D3, 二极管D3负极连接电容C7另一端，开关管Q1的源极经电阻R7、可调电阻R10接地，开关管Q1的源极经电阻R7、电阻R6接电源+12V。该电路是将来自触发器电路的信号经功率放大后驱动开关管，使输出端输出负极性的方波信号。周期保持与单片机输出信号周期一致。
本发明工作原理：
编码选择电路设定好信号编码后，单片机根据拨码开关的选择位置执行内部相应指令，产生相应周期的方波信号。方波信号到达触发器电路，经74LS04两次反相后，信号的驱动能力增强，触发单稳态触发器74123，经过调节74123的外界电阻和电容使输出信号的高电平时间约为500ns，周期保持与输入信号一致。该信号到达信号实现电路，经功率驱动芯片IR2110放大，输出到开关管Q1（IRF530），高电平时开关管闭合，低电平时开关管断开，使输出端产生瞬间电压极性为负、周期为编码周期、低电平时间约为500ns的方波信号。
程序设计：
由于电子舱对模拟探测器信号源的周期精度要求较高。为了满足要求，软件设计中采用了单片机内部TMR1定时器定时周期。由于此时对单片机输出方波的高电平时间和精度要求不高，因此在软件设计时没有追求高电平的时间和精度，利用5ms的软件延时来控制高电平的时间。信号发生电路单片机软件主要由主程序和四个子程序组成，四个子程序流程相同，只是产生的方波信号周期不同。工作时，单片机将根据拨码开关的选择调用相应的子程序，产生相应周期的方波信号。信号发生电路的主程序流程图如图4所示，子程序流程图如图5所示。

Claims (5)

1.一种末制导炮弹检测弹用光电探测器模拟信号源，其特征在于：该模拟信号源包括单片机电路、编码选择电路、触发器电路、信号实现电路，其中编码选择电路的输出端连接单片机电路的输入端，单片机电路的输出端连接触发器电路的输入端，触发器电路的输出端连接信号实现电路的输入端，单片机电路根据编码选择电路的不同输入产生不同的方波信号，输出至触发器电路进行脉宽调整，然后输出至信号实现电路实现波形反相输出。
2.根据权利要求1所述的末制导炮弹检测弹用光电探测器模拟信号源，其特征在于：所述单片机电路包括单片机U1及其外围的电源滤波电路、复位电路、时钟电路。
3.根据权利要求2所述的末制导炮弹检测弹用光电探测器模拟信号源，其特征在于：所述编码选择电路包括多位拨码开关S2以及上拉排阻RP1，多位拨码开关S2中使用的每一位的一端接地，另一端接单片机U1输入引脚，同时经上拉排阻RP1接电源。
4.根据权利要求2所述的末制导炮弹检测弹用光电探测器模拟信号源，其特征在于：所述触发器电路包括反相器、可重触发单稳态触发器74123以及电阻R4、可调电阻R5，电容C5、C6，发光二极管D2，其中反相器U2A的输入端接单片机U1的输出引脚，反相器U2A输出连接反相器U2B的输入，反相器U2B的输出74123的触发输入端2脚，74123的触发输入端3脚接地，可调电阻R5两端连接74123的16脚和15脚，电容C6的两端连接74123的14脚和15脚，反相器U2A的输出端经电阻R4连接发光二极管D2的正极，发光二极管D2的负极接地。
5.根据权利要求2所述的末制导炮弹检测弹用光电探测器模拟信号源，其特征在于：所述信号实现电路包括驱动芯片IR2110，电阻R6-R9，可调电阻R10，电容C7，开关管Q1，其中驱动芯片1R2110的输出端经电阻R8连接开关管Q1的栅极，开关管Q1的漏极接地，开关管Q1的源极接电容C7一端，电容C7另一端连接输出端out，同时电容C7另一端与开关管Q1的漏极之间并接电阻R9和二极管D3, 二极管D3负极连接电容C7另一端，开关管Q1的源极经电阻R7、可调电阻R10接地，开关管Q1的源极经电阻R7、电阻R6接电源+12V。
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