原创 基于FPGA的光电抗干扰PCB设计

基于FPGA的光电抗干扰PCB设计

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红外密集度光电立靶PCB设计测试系统是一种新型的用于测量低伸弹道武器射击密集度的测试系统，既测试无须进行任何特殊处理的金属弹丸，又可测试非金属弹丸，更有反映灵敏、精度高而稳定、操作简单、容易维护等优点，已被许多靶场投入使用抄板。

光电靶的基本原理是：当光幕内的光通量发生足够大的变化时，光电传感器会响应这种变化而产生电信号。这就是说，一些非弹丸物体在穿过光幕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。从原理上，这种现象并非异常，而对PCB抄板测试来讲则属于干扰。在具体靶场测试中，当干扰严重时会导致测试根本无法进行。因此，如何排除干扰，保证系统的正常运行，是一个必须解决的问题。

理论分析

光电靶在工作时，光电传感器响应光幕内光通量的变化，PCB抄板将其转变为微弱的电信号，经过放大后，进入电压比较器，当其幅值高于预定基准时，电压比较器翻转，产生触发脉冲。
    由于随同弹丸穿过光幕的细小物体和外界光线变化产生的信号幅值较小，通过对电压比较器设置合适的比较门限便可滤除这种信号。在靶厂实际测试中，这种干扰信号幅值一般小于0.8V，在电路中只要将电压比较器的门限电平设为0.8V便可消除这种干扰。
    根据光电靶的工作原理，抄板穿过光幕的飞行物体速度不同，遮挡光幕的时间就不同，在电路中表现为比较器后产生的方波脉冲的宽度不同。与弹丸相比，蚊虫的飞行速度要低得多，当其穿过光幕时，产生的方波脉冲的宽度要比弹丸产生得宽；在亚音速弹测试中，弹丸速度低于声速，由声波引起的脉冲宽度小于弹丸产生的方波脉冲宽度。因此，从原理上在比较器后利用滤波电路滤除干扰信号是可能的。