基于红外发光二极管的光幕靶光电探测系统与信号调理电路设计

 

  弹丸的速度,传统方法主要有区截装置和多普勒雷达2种,区截测速法由于安装简便、仪器设备成本低等优点,已得到普遍应用。光幕靶是一种以光电转换技术为基础的弹丸速度区截装置,采用人工光源,因此操作简便稳定性好,灵敏度和测试精度较高。这里提出一种新型on: underline“ title=”红外光幕靶“》红外光幕靶光电探测系统与信号调理作为发光光源,通过光电二极管阵列进行接收信号,将该信号处理后再接到测试仪器上,从而得到弹丸过靶速度。

  设计中采用红外发光二极管阵列发射红外光,形成光幕,相邻的发光二极管的直径为5 mm,则紧密排列后其中心间距为5 mm。根据红外发光二极管的压降,工作电流,额定电压等,设计出能使发光管发光强度满足要求,并能稳定工作的电路。

  以往的光幕靶大多采用恒压源的设计方法,但是由于影响红外发光二极管发光亮度与稳定性的主要因素是为流经其电流大小,因而采用LM317” style=“color: blue; text-decoration: underline” title=“LM317”》LM317设计恒流源电路,具体电路图如图1所示。该电路设计采用LM317的标准恒流源电路接法,其输出电流Iout为:

  利用红外光敏二极管作为光电转换器件完成光信号到电信号转换。这种器件具有响应速度快、体积小等优点,广泛应用于光电检测。该电路设计采用由50只光敏二极管连接起来组成阵列,如图2所示,图2只给出其中2路,其余各路连接方法相同。其中,电阻R1、R2为取样电阻,阻值可稍大一些,有利于增加电路灵敏度以提高整个测试系统的灵敏度;电容C5、C6主要用于交流耦合。

  在测试系统中,当弹丸穿过靶面时,由由光敏二极管输出的电信号比较微弱,如果此输出信号直接输出到后续电路往往会被噪声淹没,因此要有效利用该输出信号,必须对其进行放大。放大电路的作用就是放大光敏二极管输出的微弱电信号,使之满足后续处理电路的需要。电路需放大1 000倍左右,以往的光幕靶设计采用两级放大(图3),由于放大倍数过高,导致两级放大噪声和温漂等比较严重,因而该设计采用三级放大电路,如4图所示。其中每一级放大10倍,由于是阻容耦合,因而放大l 000倍左右。其中每一级后连接有低通滤波电路。该电路设计为低于50 kHz的信号才可通过。

  在系统中,弹丸穿过靶面时产生的信号将触发后续的计时电路,产生触发计时脉冲的时刻应该不受输入信号幅度的影响。一般枪炮弹丸垂直穿过靶面时,波形前沿变化较缓慢,而波形后沿陡峭,如图5所示。

  弹尖触发方式就是利用弹丸过靶信号的波形前沿触发后续计时电路。这种触发方式由于过靶信号的波形前沿斜率较小,同时不同光幕靶的光幕厚度存在差异,使得弹丸在穿过不同光幕时产生的触发时刻一致性较差,因而造成较大的触发误差;而弹底触发方式则是利用弹丸过靶信号的波形后沿来触发后续计时电路。常规过靶信号处理会采用波形后沿信号二次微分零值点作为触发点。相比较而言,弹底触发方式具有较强的抗干扰能力。适用于一般的弹丸测试。

  在触发电路设计时,首先利用电压比较器将弹丸过靶信号变为脉冲信号,电压比较器的门限可以根据实际情况进行调节,然后再利用CPLD“ style=”color: blue; text-decoration: underline“ title=”CPLD“》CPLD器件进行弹尖、弹底选择,当选择弹尖触发时,让经过电压比较器后的脉冲信号直接输入到后续电路中;当选择弹底触发时,经过电压比较器后的脉冲信号,再经滤波电路,最后输出一个固定脉宽的脉冲到后续电路。这里采用电压比较器LM311设计比较电路,将弹丸过靶信号设计变为脉冲信号,其具体电路原理图如图6所示。

  光电靶在工作过程中,当靶面内的光通量发生足够大的变化时,光电传感器” style=“color: blue; text-decoration: underline” title=“光电传感器”》光电传感器就会响应这种变化而产生电信号,也就是说,一些非弹丸物体在穿过靶面时也会使得光幕内光通量发生变化以至光电传感器产生电信号。根据光电靶的工作原理,穿过靶面的飞行物体速度不同,遮挡的时间就不同,在电路中表现为比较器后产生的方波脉冲的宽度不同。

  根据靶场实际测试情况,弹丸穿过光幕时产生的方波信号脉冲宽范围为150~10μs则认为脉冲宽度为该范围内的信号为无效,则需剔除,此时可将蚊虫干扰信号和冲击波信号滤除,从而达到抗干扰的目的。

  在重庆某靶场,厂方对红外密集度光电立靶进行实弹射击验收试验,测试数据如表1所示。

  由表1可看出本系统在实弹测试中数据稳定,没有出现脱靶与数据不合理的情况,达到靶场测试要求。

  通过理论分析和实弹测试,证明了该光电探测系统及信号处理电路已成功地获取了弹丸过靶信号并能触发测时仪,能够得到稳定的弹丸过靶信号,其抗干扰能力较强。适用于各类口径的弹丸测试。

  本课程依托于项目案例,从设计需求分析,原理图设计、PCB设计、工艺文件处理等几个阶段,使零基础的学员快速掌握硬件产品开发

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  一种快速,可靠的的安装方式。 特性 高效率 低传导损耗和开关损耗 高速场截止IGBT SiC SBD用作升压二极管 内置NTC可实现温度监控 电路图、引脚图和封装图

  1是一款单相双极驱动电机驱动器,可轻松实现直接PWM电机驱动系统,效率极高。 LB11961是个人计算机电源系统和CPU冷却风扇系统中风扇电机驱动的最佳选择。 特性 单相全波驱动(16V,1.0A)晶体管内置) 由热敏电阻输入控制的内置变速功能 内置再生二极管(Di);只需要最少数量的外部组件。 内置HB 最低速度设定引脚(启动时允许全速模式运行) 移除热敏电阻时以全速模式运行。 内置锁定保护和自动恢复电路 FG(速度检测)和RD(锁定检测)输出 内置热关机电路 应用 终端产品 个人计算机电源系统 CPU冷却风扇系统 PC 电路图、引脚图和封装图...

  M是2相单极驱动无刷电机驱动器,具有宽泛的可用电压范围和最少的所需外部元件。它们还支持形成电机锁定保护和自动恢复电路。 特性 输出保护具有可变击穿电压的齐纳二极管:当Z1和Z2引脚时开路:VOLM = 57V 当Z1和Z2引脚短路时:VOLM = 32V 外部齐纳二极管可以连接在 通过更换外部电阻可以支持12V和24V电源。 霍尔元件可以直接连接。 内置旋转检测功能,驱动时输出低电平停止时。 内置电机锁保护和自动恢复功能 热关机功能。 电路图、引脚图和封装图...

  T是一款PWM恒流控制步进电机驱动器,具有低功耗,低热量和高效率的特点。该器件适用于2节电池应用。其电源电压范围为4 V至16 V,待机模式电流消耗几乎为零。由于内置电路可控制电流,因此有助于降低成本和PCB尺寸。它还可以通过几个内置保护功能为应用程序的安全设计做出贡献。 特性 优势 内置短路保护电路 短暂保护 包含异常情况警告输出引脚 安全设计 上下再生二极管 安全设计 热关断电路 热保护 两个PWM恒流控制H桥驱动器电路 控制步进电机至1-2相激励 参考电压输出:1.0V 应用 终端产品 步进/布鲁赫直流电机 计算机和外围设备 工业 消费者 打印机 平板扫描仪 文档扫描仪 PoE销售点终端 POS终端 热敏打印机 空调 电路图、引脚图和封装图...

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  543是一款用于双极步进电机的微步进步进电机驱动器。芯片通过IO引脚和SPI接口与外部微控制器连接。它具有片上稳压器,复位输出和看门狗复位功能,可为外围设备供电。 AMIS30543包含一个电流转换表,根据NXT输入引脚上的时钟信号以及DIR(方向)寄存器或输入引脚的状态,进行下一个微步。芯片提供速度和负载角度输出。这允许基于负载角度创建失速检测算法和控制回路以调节扭矩和速度。它使用专有的PWM算法进行可靠的电流控制。 AMIS30543采用I2T100技术实现,可在同一芯片上实现高压模拟电路和数字功能。该芯片完全兼容汽车电压要求。 特性 优势 可编程峰值电流高达3A 高度集成和降低系统成本 128微步 更高的系统分辨率和更安静的电机操作 速度和负载角度输出 启用真正的无传感器闭环控制电机 可编程PWM电压斜率 优化的EMC配置文件 有源反激式二极管 降低BOM成本和提高可靠性 集成电源和监视器支持rt用于外部MCU 降低总系统复杂性和BOM成本 应用 终端产品 数控设备 工业制造设备 纺织设备 电路图、引脚图和封装图...

  1由一个降压开关稳压器(SMPS)和一个SMPS输出欠压监控器和CPU看门狗电路组成。此外,还提供两个固定电压低压差稳压器输出,并共享LDO输出电压状态输出。一旦使能,稳压器操作将继续,直到看门狗信号不再存在。 NCV8881适用于必须承受40 V负载突降的汽车电池连接应用。开关稳压器能够将典型的9 V至19 V汽车输入电压范围转换为3.3 V至8 V的输出,并具有恒定的开关频率,可以通过电阻编程或与外部时钟信号同步。使能输入阈值和迟滞是可编程的,使能输入状态在开漏点火缓冲器输出处复制。稳压器受限流,输入过压和过温关断以及SMPS短路关断保护。 特性 1.5 A开关稳压器(内部电源开关) 100 mA,5 V LDO输出 40 mA,8.5 V LDO输出 工作范围5 V至19 V 可编程SMPS频率 SMPS可以同步到外部时钟 可编程SMPS输出电压低至0.8 V ±2%参考电压容差 内部SMPS软启动 电压模式SMPS控制 SMPS逐周期电流限制和短路保护 内部自举二极管 逻辑电平使能输入 使能外部电阻分压器可编程输入迟滞 启用输入状态在开放...

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  微集成器件提供单组件解决方案,可以在不需要续流二极管的情况下切换感应负载,如继电器,螺线管和小型直流电机。它接受逻辑电平输入,因此允许它由各种设备驱动,包括逻辑门,逆变器和微控制器。 特性 在DC之间提供强大的接口继电器线 V时驱动额定电流高达150 mA的继电器线 V 以更低的成本取代3或4个离散组件 内部齐纳二极管消除了对自由二极管的需求 符合装载转储和其他汽车规格 应用 终端产品 驱动器窗口,门闩,门和天线继电器 汽车 工业设备 电路图、引脚图和封装图...

  备用于切换感应负载,如继电器,螺线管白炽灯和小型直流电机,无需使用空转二极管。该器件集成了所有必需的产品,如MOSFET开关,ESD保护和齐纳钳位。它接受逻辑电平输入,因此允许它由各种设备驱动,包括逻辑门,反相器和微控制器。 特性 在DC之间提供强大的驱动程序接口继电器线圈和敏感逻辑电路 优化开关继电器从3.0 V到5.0 V电压轨 能够驱动额定功率高达2.5 W,5.0 V 的继电器线圈 内部齐纳二极管消除了对续流二极管的需求 内部齐纳钳位路由引起的电流接地以实现更安静的系统操作 低VDS(on)降低系统电流排水 应用 电信:线路卡,调制解调器,答录机和传真 计算机和办公室:复印机,打印机和台式电脑 消费者:电视和录像机,立体声接收器,CD播放器,盒式录音机 工业:小家电,安全系统,自动测试设备,车库门开启器 汽车:5.0V驱动继电器,电机控制,电源锁和灯驱动器 电路图、引脚图和封装图...

  微集成器件提供单组件解决方案,可以在不需要续流二极管的情况下切换感应负载,如继电器,螺线管和小型直流电机。它接受逻辑电平输入,因此允许它由各种设备驱动,包括逻辑门,逆变器和微控制器。 特性 在DC之间提供强大的接口继电器线伏特下驱动额定电流高达150 mA的继电器线个离散组件 内部齐纳二极管消除了对自由二极管的需求 满足负载转储和其他汽车规格 应用 终端产品 驱动窗口,门闩,门,天线继电器 汽车 工业设备 电路图、引脚图和封装图...

  TC358746AXBG和TC358748XBG芯片的数据和用户手册免费下载

  MIPI CSI-2 到并行端口,并行端口到CSI-2(tc358746axbg/tc358748....

  MC79L 线负线性稳压器是一款价格低廉,易于使用的器件,适用于需要高达100 mA电流的众多应用。与功率更高的MC7900系列负调节器一样,该线性稳压器具有热关断和电流限制功能,使其非常坚固耐用。在大多数应用中,无需外部元件即可运行。 MC79L00线性稳压器适用于卡上调节或需要适度电流水平的稳压负电压的任何其他应用。与常见的电阻/齐纳二极管方法相比,该稳压器具有明显的优势。 规格: MC79L00AB MC79L00AC 容差 4% 4% 温度范围 -40°C到+ 125°C 0°C至+ 125°C 封装 SOIC-8,TO-92 SOIC-8,TO-92 特性 无需外部组件 内部短路电流限制 内部热过载保护 低成本 提供的互补正稳压器(MC78L00系列) 无铅封装是Av ailable 电路图、引脚图和封装图...

  MC78L 线A系列线性稳压器是价格低廉,易于使用的器件,适用于需要高达100 mA稳压电源的众多应用。与其更高功率的MC7800和MC78M00系列同类产品一样,这些稳压器具有内部限流和热关断功能,使其非常坚固耐用。在许多应用中,MC78L00设备无需外部组件。与传统的齐纳二极管 - 电阻器组合相比,这些线性稳压器具有显着的性能优势,因为输出阻抗和静态电流显着降低。 规格: MC78L00AB MC78L00AC 容差 4% 4% 温度范围 -40°C至+ 125°C 0°C至+ 125°C 封装 SOIC-8,TO-92 SOIC-8,TO-92,SOT -89 特性 广泛的可用固定输出电压 低成本 内部短路电流限制 内部热过载保护 无需外部组件 互补提供负调节器(MC79L00系列) 无铅封装是Av ailable 电路图、引脚图和封装图...

  8是一款低功耗升压稳压器,旨在通过单节锂离子或锂离子电池提供稳定的3.3 V输出。输出电压选项固定为3.3 V,在VIN = 2.3 V时保证最大负载电流为200 mA,在VIN = 3.3 V时保证300 mA。关断模式下的输入电流小于1μA,从而最大限度地延长电池寿命。 PFM操作是自动的并且“无故障”。该稳压器可在低负载时保持低至37μA静态电流的输出调节。内置功率晶体管,同步整流和低电源电流的组合使FAN4868成为电池供电应用的理想选择.FAN4868可在6-凸点0.4 mm间距晶圆级芯片尺寸封装(WLCSP)。 特性 使用少量外部元件工作:1μH电感和0402外壳尺寸输入和输出电容 输入电压范围为2.3 V至3.2 V 固定3.3 V输出电压选项 最大负载电流

  150 mA,VIN = 2.3 V 最大负载电流300 mA,VIN = 2.7 V,VOUT = 3.3 V 低工作静态电流 True Load Disc关机期间的连接 具有轻载省电模式的可变导通时间脉冲频率调制(PFM) 内部同步整流器(无需外部二极管) 热关断和过载保护 6-Bump WLCSP,0.4 mm间距 应用 终端产品 为3.3 V核心导轨供电 PDA...

  155将MOSFET驱动器,高端MOSFET和低端MOSFET集成在一个封装中。驱动器和MOSFET已针对高电流DC-DC降压功率转换应用进行了优化。与分立元件解决方案相比,NCP302155集成解决方案大大降低了封装寄生效应和电路板空间。 特性 平均电流高达55A 能够以高达2 MHz的频率切换 兼容3.3 V或5 V PWM输入 支持Intel®PowerState 4 使用3级PWM的零交叉检测选项 内部自举二极管 热警告输出和热关机 应用 终端产品 台式机和笔记本微处理器 服务器和工作站,V-Core和非V核DC-DC转换器 大电流DC-DC负载点转换器 小型电压调节器模块 电源和笔记本 电路图、引脚图和封装图...

  151将MOSFET驱动器,高端MOSFET和低端MOSFET集成到单个封装中。驱动器和MOSFET已针对高电流DC-DC降压功率转换应用进行了优化。与分立元件解决方案相比,NCP303151集成解决方案大大降低了封装寄生效应和电路板空间。 特性 能够达到50 A的平均电流 30 V / 30 V击穿电压MOSFET具有更高的长期可靠性 能够以高达1 MHz的频率切换 与3.3兼容V或5 V PWM输入 正确响应3级PWM输入 精确电流监测 具有3级PWM的过零检测选项 内部自举二极管 欠压锁定 支持英特尔®PowerState 4 应用 桌面和笔记本微处理器 图形卡 路由器和交换机 支持英特尔®PowerState 4 电路图、引脚图和封装图...

  055将MOSFET驱动器,高端MOSFET和低端MOSFET集成在一个封装中。驱动器和MOSFET已针对高电流DC-DC降压功率转换应用进行了优化。与分立元件解决方案相比,NCP302055集成解决方案大大减少了封装寄生效应和电路板空间。 特性 平均电流高达50A 能够以高达2 MHz的频率切换 兼容3.3 V或5 V PWM输入 支持Intel®PowerState 4 使用3级PWM的零交叉检测选项 内部自举二极管 热警告输出和热关机 热关机 应用 终端产品 台式机和笔记本微处理器 服务器和工作站,V -Core和非V-DC DC-DC转换器 大电流DC-DC负载点转换器 小型电压调节器模块 电源和笔记本 电路图、引脚图和封装图...

  2是一款可调输出非同步升压控制器,用于驱动外部N沟道MOSFET。该器件采用峰值电流模式控制和内部斜率补偿。该IC集成了一个内部稳压器,为栅极驱动器提供电荷。保护功能包括内部设置软启动,欠压锁定,逐周期电流限制,打嗝模式短路保护和热关断。其他功能包括低静态电流睡眠模式和外部同步开关频率。 特性 优势 工厂可编程 灵活性 4.8 V至45 V操作 使用反极性保护二极管通过起动和负载转储进行操作 -40 C至150 C操作 汽车级 双功能启用/同步引脚 紧凑SOIC8包中的额外功能 应用 终端产品 仪表盘 引擎集群 启动/停止应用程序 导航 LED背光 汽车应用 电路图、引脚图和封装图...

  NCP81174 具有省电模式和PWM VID接口的多相同步降压控制器

  74是一款通用型四相同步降压控制器。它结合了差分电压检测,差分相电流检测和PWM VID接口,为计算机或图形控制器提供精确的稳压电源。它可以从处理器接收节电命令(PSI),并以单相二极管仿真模式工作,以获得轻载时的高效率。双边沿多相PWM调制确保快速瞬态响应,并尽可能减少电容。 应用 终端产品 GPU和CPU电源 显卡的电源管理 台式电脑 笔记本电脑 电路图、引脚图和封装图...

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