由于火箭炮发射的是简易控制火箭弹,因此其定向管与火箭弹之间的电气信号接口除了与普通无控火箭弹一样具有点火信号接口外,还另有一个32芯参数装定信号接口。在发射程序中,如果火控系统计算的火箭弹的飞行控制参数能够准确地装定至火箭弹的控制系统中,则火箭弹按照简易控制方式飞行,否则按照无控方式飞行,导致火箭弹的射击精度大大下降。为了确保火箭弹能够顺利发射以及射击的准确性,在技术阵地进行装填之前,需要对火箭炮上的点火信号线路以及参数装定线路进行严格检测,确保信号线路处于良好的工况。对于发控系统的检测,在火箭炮配套的机电检测维修车上有发控时序检测装置,用于定性检查定向管的发控时序。该检测装置不能对检测结果进行量化处理与显示,检测时只能通过LED的亮灭来确定发控系统是否正常,对于处于临界故障状态的线路则不能定量观察,具有一定的局限性。本文基于MSP430F149单片机,设计一种发控时序检测系统。该系统运用数字信号处理技术、计算机自动控制技术等,在点火触头和对接插头采集发控信号,并对信号的电压幅值、电流大小、信号噪声、信号上升、下降沿宽度进行分析,显示检测信号与标准值的偏差并给出评估值;同时检测对接的可靠性,对同一号管进行三次对接并分析信号的差异,从而评估对接的可靠性;详细记录每次的检测数据,每次检测时都与历史数据进行对比分析,得出同一号管数据的变化规律及与其他所有管数据的一致性,从而确定发控系统的潜在故障,给出维修指导。该检测系统不仅使检测数据准确、过程简化,还节省时间,能有效提高火箭炮的作战效能。发控时序检测系统总体方案设计检测系统主要功能本系统主要实现对火箭炮发控装置的日常维护和故障检测,系统具有如下功能:(1)定向管发控时序信号的检测;(2)火箭发动机点火信号的检测;(3)直观显示检测内容和检测结果;(4)系统自检;(5)检测过程声音提示;(6)超标参数声音和灯光报警;(7)检测结果现场打印;(8)检测结果断电保存和回查;(9)与串行主机通信。
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在单片机应用中必须提供复位信号,以保证单片机能正确复位,从而进入正确的工作状态。此外,单片机也需要稳定的电压信号,因此必须提供电源电路。电源电路及复位电路如图2所示。图中,输入的电压经TPS70633芯片转换成3.3V的电压,以满足单片机的工作电压要求。通过MAX809STR产生复位信号送给单片机。为了减小干扰,每个芯片的电源端都加上一个0.1μF的电容进行滤波处理。
多芯自动切换电路设计
在自动测试系统中,经常需要对多路数据进行采集,有时还需在不同的测试流程中获取不同通道的数据信号。以前人们常通过增加A/D采样前端的模拟开关数目来解决,但是如果检测系统中含有高压电路的切换,模拟开关则不再合适,继电器在这方面则具有明显的优势,其具有能够切换较大电流和电压的能力,同时还可以使驱动控制电路与被控触点电路完全隔离,使用安全系数高。
图2 电源电路及复位电路图
图3 多芯自动切换电路原理图
32芯电缆的点火装置的端电压和回路电阻的测量,是相对于火箭炮系统地,检测系统还需对模拟信号进行调整、模数转换、单片机处理数据,因此,多芯自动切换电路,既要实现恒压、恒流的自动切换,又要实现多路信号之间的切换。电路设计时每芯采用一个双路继电器实现切换,既能实现该芯电缆的恒压、恒流的加载,又能实现多路信号的测量与切换。自动切换电路原理如图3所示,图中,在IN31之前省略了IN1~IN30,IN1~IN30的线路连接与IN31的相同;J32的1引脚与J1的6引脚相连接。
A/D芯片选型
模/数转换器是一种器件,简称为A/D,它把采集到的采样模拟信号经量化和编码后,转换成数字信号并输出。为满足雷达、图像处理、高速数据采集系统等对于高速度、高精度A/D转换器的需求,一些IC厂家相继推出了流水线结构的A/D转换器,德州仪器公司的ADS1241芯片便是其中一款。
ADS1241是一款高性能、宽动态范围、高精度的24位A/D转换芯片。该芯片具有以下特性:①24位的A/D转换;②可以通过程序来设置增益和输出速率;③外部提供差分方式的参考电压源,外部参考电压为0.1V~5V;④具有片内自校正功能;⑤采用SPI串口与其他芯片接口;⑥低功耗:功耗只有600μW;⑦具有较宽的工作电压,电压范围为2.7V~5.5V;⑧最多可以实现8路模拟采集。ADS1241芯片内部提供复用器和缓冲区来实现多路采集,此外,芯片内部还进行滤波处理。
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