某智能弹药模拟信号源设计.docx

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1、某智能弹药模拟信号源设计 Design of Simulation Signal Source about an Intellectual Munition Zhang Zhiwei；Chen Lei；Ren Bofeng 摘要： 模拟信号源用于仿真某智能弹药工作过程中按不同的时序产生的信号。以此信号源供应激励信号，对某智能弹药电参数测试系统进行校验和调试。首先对不同的信号特征进行了分析，然后依据分析的结果设计了模拟信号源的硬件电路和软件程序，并对硬件电路进行了仿真。结果表明本设计满意某智能弹药测试系统的试验需求。 Abstract: The simulation signal source

2、is used to generate the signal produced in an intellectual ammunition on different time sequence. This signal source offers encourage signals for the intellectual ammunition electric parameter test system to check and debug. Analyzed different signal characteristics at first, then designed hardware

3、circuit and software procedure of the simulation signal source, according to the result of analysis. Accomplished simulation to the circuit of the hardware. The result indicates the design meet experimental demands of intellectual ammunition test system. 关键词： 模拟信号源 信号特征 仿真 Key words: simulation sign

4、al source; signal characteristic; simulation 中图分类号：TP274 文献标识码：A文章编号：1016-431115-0173-02 0引言 某智能弹药具有高效毁伤和放射后不用管等优点，其工作过程包含多个动作，各个动作之间的连接性很强，动作时序严格1。不同的工作时间有不同的激励信号，其中包括不同的限制信号和探测反馈信号。通过对信号特征和信号输出能量的检测实现该弹药是否发挥作战效能进行初步判定。 在测试系统设计过程中，对设计出的测试系统原理样机要进行试验，但实弹价值昂贵，检测接口不允许插拔次数过多，由此设计该智能弹药的模拟信号源，用于替代实弹工作过程中

5、的限制时序和激励信号。 1某智能弹药的信号分析 某智能弹药工作过程中按严格的时序分别产生不同信号特征的信号：指数放电信号、脉冲信号、数字信号、伪随机信号2。对以上几种信号进行分析，如表1所示。 在以上四种信号中，指数放电信号为正向、指数放电的波形，脉冲信号采纳矩形脉冲信号，数字信号为35V左右的凹凸电平，伪随机信号是一串周期可变的脉冲序列。 2仿真信号源硬件设计 利用测试系统中的硬件资源设计模拟信号源的硬件电路3，模拟信号源的系统框图如图1所示。 2.1 主控计算机通过PXI总线与数据采集卡相连接，通过对数据采集卡的管理完成仿真信号电路的时序限制信号的输出。 2.2 多功能数据采集卡把主控计算

6、机产生的数据经D/A转换给仿真信号产生电路，作为限制电路启动停止和产生时序的信号；将启动电路产生的信号经A/D转换，输送给主控计算机中由软件进行分析后再次送到数据采集卡作为计时启动起先信号。本文选用的采集卡为PXI6133。 2.3 仿真信号产生电路包括启动电路和信号产生电路两部分。启动电路由测试系统产生一个上升沿信号，输送给数据采集卡的I/O口，计时器起先计时。信号产生电路实现对四种不同的信号生成，指数放电信号产生电路是通过对可控硅通断的限制生成信号，脉冲信号电路经单稳态展宽电路，再经过放大器生成单脉冲，数字信号通过采集卡的I/O端口干脆给出，伪随机信号的生成是应用随机数和迭代算法由计算机的

7、软件编程实现。信号产生框图如图2所示。 指数放电信号产生过程是首先对电容C1充电，然后在限制信号输入端加5V左右电压，由于电阻R5的分压作用产生3V左右的电压，使得可控硅导通，电容C1放电，输出端输出指数放电信号。 脉冲信号产生电路中进行单稳态电路第一级为爱护电路，时间调整为10s左右，其次级为整形电路，时间调整为30ms。设计时，依据产生的信号脉宽，确定两级电路的时间，经计算确定电容和电阻的值，以数据采集卡的I/O输出信号上升沿作为单稳态电路的输入信号,产生脉宽是30ms的矩形脉冲信号，加上驱动电路放大达到要求的信号幅值10V。 3信号源软件设计 仿真信号源限制软件采纳LabWindows/

8、CVI进行编程设计。战斗工作过程分为两个时序，第一个时序的计时零点t01，激励信号为上升沿信号，其次个时序是当某智能弹药到达预定目标上空的固定高度，产生单脉冲信号，停止测高，此时刻为计时零点t024。依据两个计时零点设定相应的程序推断节点，按时序依次触发产生相应的信号。仿真信号源的软件流程如图5所示。 4结果验证 通过Multisim电路仿真软件对设计的电路进行了仿真，视察其仿真结果如图6所示。 伪随机信号通过LabWindows/CVI软件编程实现，其中周期不变而脉宽改变，所以程序可采纳T=0.08+Random实现，0.08s为固定值，随机数的范围在00.04s。经由数据采集卡的D/A输出

9、，其软件界面显示如图7所示。 5结论 经试验仿真对模拟信号源电路设计是否可行进行了验证，试验表明模拟信号源可以满意某智能弹药的测试系统的试验需求。在测试系统中模拟信号源可作为自检模块，在每次系统运行时进行系统自检以检验系统硬件是否运行正常。本文设计的电路对信号的产生和处理有肯定的应用价值。 参考文献： 1石刚，唐彩珍，聂凤泉，等.国外灵活弹药的发呈现状与前景J.防化探讨，2002，：45-52. 2Bofeng Ren，Lei Chen，Jinjun Wang.Design of Test System of Control Unit of Certain Ammunition Based o

10、n Virtual InstrumentC.Zibo:Scientific Reasearch Publishing，2022. 3宋承天，王克勇，郑链.迫弹引信涡轮电机模拟信号发生器设计J.仪器仪表学报，2022，29：614-617. 4刘汉忠，顾晓辉.灵活弹药半实物仿真系统及模型J.火力与指挥限制，2022，30：55-57. 5张新喜，徐军，王新忠等.Multisim 10电路仿真及应用M.机械工业出版社，2022. 第6页 共6页第 6 页 共 6 页第 6 页 共 6 页第 6 页 共 6 页第 6 页 共 6 页第 6 页 共 6 页第 6 页 共 6 页第 6 页 共 6 页第 6 页 共 6 页第 6 页 共 6 页第 6 页 共 6 页