一种引信鉴别延时系统的实现

2011-04-23曾毅

电子科技 2011年6期

曾毅

(西南科技大学信息工程学院，四川绵阳 621010)

钻地弹引信的传统作用方式之一就是触发延时模式。这在目标介质厚度比较明确的情况下行之有效。但在目标介质厚度比较模糊的情况下，精确设置延时时间，使引信具有“过靶炸”的功能，存在较大困难。在这种情况下，提出一种自动识别侵彻完毕后再启动固定延时的思路，以达到成功做到过靶炸的目的。主要研究内容是研制触发侵彻引信炸点控制电路［1］。

1 电路原理

通过两种输入信号进行判断，当且仅当两种输入信号满足设定值且达到可靠设定时间时，即完成图1的功能后，才能使触发电压达到预定值，并输出触发信号。围绕这一类电路的需求，提出了以下引信鉴别延时系统。出于对输入信号一般性的考虑，取一路为模拟信号，另一路为数字信号［2］。

图1 逻辑鉴别电路逻辑框图

图1中，a为模拟输入，b是开关输入。模拟信号经过处理以及整形后，成为方波信号c;当c信号出现上升沿时，通过触发记忆使信号d出现跳变，并且始终保持记忆状态;也正是这种记忆状态保证了以下逻辑判断功能的实现。当且仅当c、b都为“0”并且达到设定时间时，e才出现“1”状态，f作为c、b的与判断结果变为“1”，经过延时g由“0”变成“1”。b，c，d，e，f，g的时序波形如图2所示。

图2 逻辑鉴别电路时序波形图

c出现上升沿时，触发记忆产生信号d;b和c或非判断出e;然后e和d与判断得到信号f;f延时得到信号g。

为探索思路的可行性，在电路设计时考虑了两种输入量，一路为A信号(a模拟输入);另一路为B信号(b开关输入)。为明确这两路信号逻辑判断过程的状态，作如下约定:信号A输入大于门限值时为“1”状态，小于门限值时为“0”状态;信号B为“1”状态和“0”状态。

表1 系统功能真值表

通过上述逻辑关系可以看出，逻辑判断初始时刻信号A、B处于零状态;逻辑判断时刻信号A处于“1”状态;保持过程信号A、B处于“0”、“1”状态的并存;但延时动作时，信号A、B都处于稳定的“0”状态。设计的电路需要在逻辑判断初始时刻，电路处于等待状态;信号A动作时，电路开始启动。在保持过程中，为了识别信号A、B何时处于零状态，电路始终进行逻辑判断;当保持完成后，A与B信号均处于“0”状态并且达到设定时间时，系统开始延时充电并输出触发信号;延时功能用RC延时电路来实现。设计电路的原理框图如图3所示［3］。

2 电路设计方案

2.1 延时电路

由于延时是采用的RC充放电原理实现的，电路充电时间常数t1取决于电阻电容值的匹配情况。其计算公式为

其中，R1，C1为延时电路的电阻电容;E为输出触发信号的工作电压;Vc为t1时刻的充电电压，在这里取Vc等于E/2。而在逻辑判断时和保持过程中，A、B信号状态为“1”，电容的充电功能均无法实现;即使在保持过程中由于一些特殊原因偶尔出现有A、B信号状态均为“0”的情况，但都只可能是瞬间行为，不会超过设定的可靠时间常数t1，而且放电时间常数t2≪t1，C1建立的电荷会很快释放，以保证系统工作的可靠性。

2.2 输入控制电路设计

输入控制电路原理框图如图3所示。

图3 逻辑鉴别电路原理框图

模拟信号A输入模拟信号放大电路进行放大，经过放大的信号必须要进行滤波处理。使用截止频率为2 kHz的低通滤波电路对传感器信号进行滤波。为使电路启动以及逻辑判断功能正确无误，使用比较调整电路。这里设置了一个门限，超过门限表明信号A为“1”，于是启动电路开始动作，系统进入逻辑判断阶段。这时由A信号与B信号共同判断系统所处状态;一旦保持状态完成，延时电路开始工作，系统输出触发信号。

图4为设计的一种引信鉴别延时电路，直径30 mm。