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【6h】

基于温枪弹的光电靶灵敏度控制技术研究

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目录

摘要

1 绪论

1.1 课题研究背景及意义

1.2 光电靶测速技术国内外现状

1.2.1 国外光电靶技术发展

1.2.2 国内光电靶技术发展

1.3 增益控制技术现状

1.3.1 增益控制方式现状

1.3.2 增益控制方法现状

1.4 本文工作及论文安排

2 总体方案设计

2.1 弹丸测速原理

2.2 误差对灵敏度的影响

2.3 总体方案设计

2.4 图形化设计语言

3 电路设计

3.1 光电转换电路设计

3.1.1 光电转换器件选型

3.1.2 光电转换电路设计

3.2 IV转换电路设计

3.3 前级耦合放大

3.4 放大电路设计

3.5 信号调理电路设计

4 程序设计

4.1 理论波形产生

4.2 ADC/DAC

4.2.1 ADC

4.2.2 DAC

4.3 弹形波形斩波失真度算法

4.3.1 理论分析

4.3.2 仿真验证

4.3.3 程序设计

5 实验结果及分析

5.1 IV转换

5.2 一级AD603

5.3 两级AD603

5.4 信号调理电路

5.5 程序验证

6 结论与展望

6.1 结论

6.2 展望

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文

致谢

声明

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摘要

光电靶是一种基于光电转换原理的弹丸测速装置,由于光通量变化的不确定度,所以其测试灵敏度会有一定的动态范围,因此在实际使用过程中由于弹丸口径以及其他因素的影响,导致输出信号的不一致性,带来了测时误差。通过误差分析,由于波形饱和和不饱和以及信号较小导致的测时失败,基于以上问题,本课题设计一种增益可变的自适应电路,通过采集温枪弹来减小测时误差,提高可靠性。
  本文的主要研究内容如下:
  1)设计嵌入式增益可变电路。对其影响因素的分析,确定由于放大倍数过大造成的波形失真或者信号较小,会导致光电靶测试灵敏度的降低的;根据对靶场测试主要技术参数的计算公式分析,得出光电靶测试灵敏度的降低,会影响试验各参数的测量。由于靶场测试的特殊性,在每次测试之前都会有一发温枪弹,由于开始射击时枪管处于冰冷状态下测试结果的不稳定性很高,因此一般试验中将第一发温枪弹的测试结果去除,以保证整个测试结果的稳定性,因此提出利用温枪弹判断并矫正电路的放大倍数,确保正式测试的准确性,这一设计充分利用了温枪弹的特殊性。
  2)设计相应的光电转换及信号调理电路。基于弹丸信号的特点以及芯片的特性,选择合适的光电转换器件,对得到的微弱电流信号进行IV转换,再进行滤波,之后输入到两级程序放大电路中,对其进行电压放大,最后进行信号调理,等比例缩小输入电压,使其适合AD采集的范围,使电路可以完成对电路输出信号的采集。
  3)基于温枪弹的增益算法设计及控制。从波形失真度入手,对比失真波形和未失真波形的区别,通过对其波形特点的分析,得出波形的每个采样点的斜率之比就等于放大倍数之比,利用这个结论进行程序设计。
  本课题设计完成了可变增益电路及相应的放大电路,通过实验室验证,能够满足相应的靶场需求,可适用于温枪弹来提高灵敏度。

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