采用FPGA實(shí)現(xiàn)的紅外密集度光電立靶測(cè)試系統(tǒng)

　　光電靶的基本原理是：當(dāng)光幕內(nèi)的光通量發(fā)生足夠大的變化時(shí)，光電傳感器會(huì)響應(yīng)這種變化而產(chǎn)生電信號(hào)。這就是說，一些非彈丸物體在穿過光幕時(shí)也會(huì)使得光幕內(nèi)光通量發(fā)生變化以至光電傳感器產(chǎn)生電信號(hào)。從原理上，這種現(xiàn)象并非異常，而對(duì)測(cè)試來講則屬于干擾。在具體靶場(chǎng)測(cè)試中，當(dāng)干擾嚴(yán)重時(shí)會(huì)導(dǎo)致測(cè)試根本無法進(jìn)行。因此，如何排除干擾，保證系統(tǒng)的正常運(yùn)行，是一個(gè)必須解決的問題。

　　紅外密集度光電立靶測(cè)試系統(tǒng)是一種新型的用于測(cè)量低伸彈道武器射擊密集度的測(cè)試系統(tǒng)，既測(cè)試無須進(jìn)行任何特殊處理的金屬?gòu)椡?，又可測(cè)試非金屬?gòu)椡瑁蟹从踌`敏、精度高而穩(wěn)定、操作簡(jiǎn)單、容易維護(hù)等優(yōu)點(diǎn)，已被許多靶場(chǎng)投入使用。

　　理論分析

　　光電靶在工作時(shí)，光電傳感器響應(yīng)光幕內(nèi)光通量的變化，將其轉(zhuǎn)變?yōu)槲⑷醯碾娦盘?hào)，經(jīng)過放大后，進(jìn)入電壓比較器，當(dāng)其幅值高于預(yù)定基準(zhǔn)時(shí)，電壓比較器翻轉(zhuǎn)，產(chǎn)生觸發(fā)脈沖。

　　由于隨同彈丸穿過光幕的細(xì)小物體和外界光線變化產(chǎn)生的信號(hào)幅值較小，通過對(duì)電壓比較器設(shè)置合適的比較門限便可濾除這種信號(hào)。在靶廠實(shí)際測(cè)試中，這種干擾信號(hào)幅值一般小于0.8V，在電路中只要將電壓比較器的門限電平設(shè)為0.8V便可消除這種干擾。

　　根據(jù)光電靶的工作原理，穿過光幕的飛行物體速度不同，遮擋光幕的時(shí)間就不同，在電路中表現(xiàn)為比較器后產(chǎn)生的方波脈沖的寬度不同。與彈丸相比，蚊蟲的飛行速度要低得多，當(dāng)其穿過光幕時(shí)，產(chǎn)生的方波脈沖的寬度要比彈丸產(chǎn)生得寬；在亞音速?gòu)棞y(cè)試中，彈丸速度低于聲速，由聲波引起的脈沖寬度小于彈丸產(chǎn)生的方波脈沖寬度。因此，從原理上在比較器后利用濾波電路濾除干擾信號(hào)是可能的。

　　利用FPGA實(shí)現(xiàn)濾波及抗干擾

　　整個(gè)電路的主要功能是抗沖擊波和蚊蟲干擾，并把有效彈丸信號(hào)變成脈寬為50μs的信號(hào)輸出到下級(jí)處理電路。設(shè)計(jì)中采用的芯片是MAX7000系列的EPM7128SLC84-15芯片。下面就如何實(shí)現(xiàn)濾波和抗干擾作詳細(xì)介紹。