激光投影编码式光敏阵列设计

发布时间：2020-09-25 07:49

　　 外弹道参数测试中,弹丸的飞行速度和着靶坐标是测试的核心指标,光幕靶是常用的测试设备,由光源和接收部分组成,为了增大光敏接收范围,通常将光敏器件排成阵列。光敏阵列的设计直接影响整个系统的测试精度。当前多数光敏阵列是将若干个光敏器件并联进行信号输出,无法对单个光敏器件的状态进行采集,且抗干扰较差。为了避免炮口火光及空气扰动等因素的干扰,并能对每个光敏器件的状态进行采集,本课题提出激光投影编码式光敏阵列设计。一字线型激光器为光源,光敏三极管组成的光敏阵列作为接收部分,配合相关电路及算法,对弹丸过幕的信号进行采集,实现光敏器件编码输出。将其应用在靶场测试中,能够完成弹丸速度和着靶坐标的测量;并且抗炮口火光、震动、烟雾干扰,能够测试曳光弹。论文主要研究内容包括:首先,分析了现有光敏阵列,在此基础上对激光投影编码式光敏阵列的结构模型进行优化设计。设计了电路结构及整体方案,完成探测器件的选型,实验验证其灵敏度与频响特性。其次,本设计应用在靶场中,不仅能够完成弹丸速度的测量,还能进行着靶坐标的测量。因此,基于弹丸过幕时,系统输出的编码对弹丸的着靶坐标公式进行了推导设计。再次,针对光敏三极管的排列方式,设计相应的电路,对弹丸过幕信号进行采集。对采集到的信号在QuartusII环境下进行逻辑设计实现转换、锁存和串行输出,以配合后期上位机对信号的处理。最后,对测量误差进行分析。在室内及靶场分别进行实验验证结果表明系统的功能正常,达到课题的设计要求。
【学位单位】：西安工业大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2017
【中图分类】：TJ410.6

【参考文献】

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本文编号：2826449