【正文】 器可以實(shí)現(xiàn)有效脈沖的識(shí)別見(jiàn) 圖45。如 圖 44。采用常用的 CD4093 施密特觸發(fā)器便可實(shí)現(xiàn)整形功能，改善脈沖波形，確保后續(xù)編碼器的正常編碼。 電路參數(shù) （ 1） 輸入脈沖幅度： mvUi 5~3? （ 2） 輸入電阻： ?? kRi 10 （ 3） 輸出電阻： ?? kRo 1 fo RRRvv ???11111 1 RRR RRvvA ffSoVf ???????? ??657213 //// RRR RRR （ 4） 放大倍數(shù)： 1 0 0 01 0 01021 ????? AAA （ 5） 放大器級(jí)數(shù)： 兩級(jí)，前級(jí) 1001 ?A ；后級(jí) 102?A （ 6） 耦合方法： 電容耦合 整形電路 光電池的輸出脈沖并不是規(guī)則的矩形脈沖信號(hào)，而是類似升余弦信號(hào)。 第一級(jí)放大器輸入端和地之間接 R3；第二級(jí)放大器輸入端和地之間接 R7。由于背景光線是持續(xù)信號(hào)，其響應(yīng)主要是直流量，在第一級(jí)放大器輸入端的前面設(shè)計(jì)接入一個(gè) 1uf電容 C1 起到隔離直流作用，能起到很好的效果。根據(jù) 0?i （虛斷），?v 又是 0v 在 1R 上的分壓值，即 : (41) 因而，放大器的增益： (42) 0?VfA? ，所以 ov 與 Sv 同相。 由集成運(yùn)放構(gòu)成 的同相放大器，其特點(diǎn)是輸入信號(hào)加在同相輸入端，而反饋信號(hào)加在反相端。 電路原理 （ 1） 同相放大器（ 圖 43） 集成運(yùn)放是一種十分理想的增益器件，性能好，使用方便。信號(hào)經(jīng)隔直流 電容 C1 從第一級(jí)放大器的正端“＋”輸入，經(jīng)過(guò)放大后輸出，再經(jīng)過(guò)級(jí)間耦合電容 C2 輸入第二級(jí)放大器的正端。 LM324 是四通道的低功耗運(yùn)算放大器，它的內(nèi)部包含四組形式完全相同的運(yùn)算放大器，除電源 共用外，四組運(yùn)放相互獨(dú)立， 如 圖 41 其性能參數(shù)有以下幾個(gè)方面： （ 1）單電源工作方式，工作電平 3V～ 30V （ 2）低消耗電流：約 mA （ 3）低輸入偏移：輸入電壓偏移： 3 mv（ Typ）；輸入電流偏移： 2 nA（ Typ） （ 4）開(kāi)環(huán)增益： 100V/mv ＝ 100 dB（ Typ） （ 5）寬響應(yīng)頻帶 圖 41 LM324內(nèi)部結(jié)構(gòu) 放大電路圖 圖 42運(yùn)算放大器電路圖 放大器電路如 圖 42 所示。 集成運(yùn)算放大器（ LM324） 集成運(yùn)算放大器是實(shí)現(xiàn)高增益放大功能的一種集成器件，早期主要用來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)模擬量進(jìn)行數(shù)學(xué)運(yùn)算的功能，目前隨著器件性能的改進(jìn)，它已成為通用的增益器件，應(yīng)用范圍非常廣泛。單級(jí)運(yùn)放難以達(dá)到這么高的放大倍數(shù)，因此采用二級(jí)運(yùn)放進(jìn)行放大，第一級(jí)為前置放大器。 通過(guò)測(cè)試，得到光電探測(cè) 器對(duì)的激光脈沖的響應(yīng)幅度典型值約為 5mv，若激光擊中在兩塊或多塊探測(cè)器邊界處，則任何一塊光電探測(cè)器的響應(yīng)幅度會(huì)減少，因此所檢測(cè)的脈沖幅度范圍大約是 3～ 5mv。前置放大器的設(shè)計(jì)要求是低噪聲，高增益，低輸出阻抗，大的動(dòng)態(tài)范圍，和較好的抗噪聲能力。為記錄每一次打靶的結(jié)果，信號(hào)放大與處理電路是打靶系統(tǒng)中不可或缺的。微機(jī)軟件部分，包括數(shù)據(jù)的處理和顯示等有另外一名畢業(yè)設(shè)計(jì)同學(xué)實(shí)現(xiàn)。 其他說(shuō)明 系統(tǒng)分為硬件部分和軟件部分。這樣，打靶的結(jié)果在硬件電路上的實(shí)現(xiàn)便可由 40－ 6 線優(yōu)先編碼器完成。編碼后，每一個(gè)號(hào)碼對(duì)應(yīng)了每一個(gè)探測(cè)器的位置信息，包括環(huán)數(shù)和偏移方向。 圖 32靶位劃分與編號(hào) 編碼標(biāo)準(zhǔn) 對(duì) 38 路信號(hào)按以上原則編碼，編碼結(jié)果如 表 31。 若信號(hào)擊中兩塊或四塊探測(cè)器的交界，則只取其中一塊為有效，記為有效的探測(cè)器滿足以下條件： （ 1）環(huán)數(shù)高； （ 2）偏離方向?yàn)樾毕颍ɡ纾荷虾陀疑蟽煞较?，選擇右上）。 靶位的劃分 把一個(gè)激光靶劃分為 38 塊探測(cè)器，中心 10 環(huán)為一塊探測(cè)器； 環(huán)分別有 8塊探測(cè)器； 5環(huán)有 5塊探測(cè)器。如果激光脈沖擊中光電靶，利用光生伏特效應(yīng)，光電靶上的探測(cè)器把光信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，因此激光的檢測(cè)就是對(duì)探測(cè)器響應(yīng)電信號(hào)的檢測(cè)。該系統(tǒng)包括半導(dǎo)體激光槍、模塊式探測(cè)器、 數(shù)字信號(hào)處理和發(fā)送電路、計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)處理程序等四部分。 主要技術(shù)指標(biāo) （ 1）激光脈寬： 大于 1ms （ 2）激光脈沖響應(yīng)幅度：約 10 mv （ 3）打靶距離： 30 米 （ 4） 串行輸出幀格式： 射擊次數(shù) ＋ 所擊中的光電探測(cè)器的編號(hào) 3 總體設(shè)計(jì) 激光打靶系統(tǒng)是一種集光、電于一體的系統(tǒng)，其工作原理是激光槍發(fā)出的激光束，打到光電傳感器上，經(jīng)光電傳感器將光信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，電信號(hào)經(jīng)過(guò)信號(hào)處理后由單片機(jī)發(fā)送到計(jì)算機(jī)的串行口，然后在計(jì)算機(jī)上完成成績(jī)顯示、查詢和保存等功能。 在信號(hào)檢測(cè)方面設(shè)計(jì)單脈沖小信號(hào)的放大電路和信號(hào)整形電路；在信號(hào)編碼方面，要解決多路信號(hào)的編碼問(wèn)題，還要考慮到編碼的優(yōu)先選擇問(wèn)題；在脫靶問(wèn)題的處理方法上，對(duì)打靶和信號(hào)采集傳送進(jìn)行同步化處理（詳見(jiàn)第二章的硬件設(shè)計(jì)部分），把脫靶的情況與中靶的情況歸為一類處理；數(shù)據(jù)傳輸采用 UART 串口通信。 （ 3）采用各種新技術(shù)增加模擬的逼真性，例如用計(jì)算機(jī)來(lái)記錄、控制整個(gè)訓(xùn)練演習(xí)的進(jìn)程，評(píng)定戰(zhàn)士在演習(xí)中的表現(xiàn)等。系列化、組件化的好 處是便于使用、更換和維修，同時(shí)價(jià)格也便宜。同時(shí)，通過(guò)與電子技術(shù)相結(jié)合，進(jìn)一步提高激光模擬的自動(dòng)化、智能化水平。最初的激光打靶系統(tǒng)只能進(jìn)行瞄準(zhǔn)射擊訓(xùn)練，隨著計(jì)算機(jī)和微處理器技術(shù)的發(fā)展，其用途擴(kuò)大到可進(jìn)行多種武器的模擬訓(xùn)練。根據(jù)光電探測(cè)器的響應(yīng)位置來(lái)判斷激光射擊擊中的靶位。目前的激光器一般都采用半導(dǎo)體激光器，因?yàn)檫@種激光器的輸出功率低，不會(huì)傷害眼睛，而且效率高、功耗小，不但可以擺脫大而重的電源設(shè)備，激光器本身也可以制作得很小、很輕。如 圖 21 所示，當(dāng)射手瞄準(zhǔn)完畢扣動(dòng)扳機(jī)時(shí)，半導(dǎo)體激光器會(huì)發(fā)出激光脈沖，射向目標(biāo)上的光電探測(cè)器，如果擊中目標(biāo)，則激光脈沖被光電探測(cè)器接收并轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，經(jīng)電路處理能識(shí)別射擊的彈著點(diǎn)，信號(hào)經(jīng)處理編碼后傳輸?shù)接?jì)算機(jī)。該系統(tǒng)簡(jiǎn)單實(shí)用，既能保證訓(xùn)練的質(zhì)量又能減少?gòu)椝幍?消耗，是理想的公安、軍隊(duì)等部門訓(xùn)練使用的模擬打靶系統(tǒng)。 本設(shè)計(jì)采用半導(dǎo)體激光器和半導(dǎo)體面陣列探測(cè)器來(lái)模擬子彈射擊和射擊靶標(biāo)，具有模擬逼真，精度高等特點(diǎn)。但在可靠性和數(shù)據(jù)處理等方面尚有許多技術(shù)問(wèn)題 有待改進(jìn)，主要是以下幾點(diǎn)：激光光斑太大，與實(shí)際步槍子彈口徑 相差太多；探測(cè)器數(shù)量少會(huì)導(dǎo)致設(shè)計(jì)精度不高；探測(cè)器數(shù)量多會(huì)使得價(jià)格昂貴，無(wú)法推廣；只能粗略指示命中與否，不能準(zhǔn)確顯示命中靶環(huán)環(huán)數(shù)和方位。一些發(fā)達(dá)國(guó)家，如美國(guó)、英國(guó)、德國(guó)等都在積極進(jìn)行激光射擊模擬訓(xùn)練器材的研制，并已開(kāi)發(fā)出多種系列產(chǎn)品，其中最突出的是美國(guó)的“米勒斯”系列，它可模擬 36種武器，性能好、準(zhǔn)確而且逼真，大大推動(dòng)了部隊(duì)的訓(xùn)練工作。 以光代彈 ，可以模擬多種武器的射擊情況，并可檢驗(yàn)射擊效果。傳統(tǒng)的報(bào)靶方法是人工報(bào)靶，由報(bào)靶員根據(jù)經(jīng)驗(yàn)確定靶數(shù)，帶有很大的個(gè)人主觀因素，可靠性、公正性差，效率低。與計(jì)算機(jī)之間的串口通信可以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)在計(jì)算機(jī)上的顯示、統(tǒng)計(jì)、儲(chǔ)存等功能，為打靶者提供非常 直接、準(zhǔn)