智能射频仪是由声电传感器

1、智能射频仪是由声电传感器、整形电路、单片机、程序储存器、显示模块组成（如图1所示） 图1声电传感器的设计 声电传感器是由低座【1】、套筒【2】、下衬套【3】和喇叭孔上衬套【5】、表面镀有电极的压电陶瓷片【4】以及导线【6】组成；上衬套【5】和下衬套【3】分别旋接在套筒【2】上下端内孔中，压电陶瓷片【4】置于两衬套之间套筒【2】的内壁的台阶出，导线【6】接于压电陶瓷片的两极上，并从套筒【2】侧壁孔中引出，套筒2的下端连接在底座【1】上（如图2所示） 图2整形电路的设计 整形电路由电压比较器，脉冲展宽电路组成，它将传感器输出信号进行整形转变为脉宽恒定的数字脉冲信号由于传感器输出信号呈衰减振荡（如图

2、所示3），因此，比较器的参考电平应大于第二个正峰值而小于第一个正峰值，这样，当传感器输出信号大于所设置的参考电平时，在比较器的输出端可获得一负脉冲信号，不同的枪械，膛口噪声的声压级不同，为防止误比较，提高整形电路的可靠性，我们又设计了脉冲展宽电路。该电路由单稳态触发器构成，可确保在恒定时间t内，即便比较器产生误比较，输出状态仍保持不变。对应N发射弹，只能产生N个数字脉冲信号。 图3电压比较电路 为将传感器检测的信号转换成规则的脉冲信号，采用集成电压比较器LM393，将传感器检测的信号变成脉冲信号，实现波形的变换。 电压比较器LM393的功能是将输入的模拟信号与一个参考电平进行比较，如图4-1所

3、示，当输入端信号Ui大于参考电平Uref时，比较器的输出电压产生跃变，从而来判断输入信号的大小。其传输特性如图4-2所示 图4-1电压比较器电路图 图4-2比较器传输特性单稳态触发器的设计 电压比较器输出的脉冲信号并不满足单片机的要求，需要进行整形。本设计采用的整形电路如图5-1所示，其输入输出对应波形如图5-2所示 图5-1整形电路 图5-2整形电路输入、输出波形图5-1中的CC4098是一双单稳态触发器，由D型触发器、三态电路和一些附加门电路组成。其外部引脚和内部逻辑如图6-1所示。触发脉冲从TR+或TR-端引入（上升沿在TR+端触发，下降沿在TR-端触发），使CC4098内部D型触发器输

4、出QD发生变化，QD的状态则控制三态门电路P沟道或N沟道。P沟道导通（N沟道截止）时，电能通过Rext对Cext充电，反之，电容Cext通过N沟道放电。电容上的电压Vc达到门转换电压时，门4和门2输出状态发生改变，最终导致单稳态触发器进入初态或暂态。 4098引脚 4098内部逻辑 图6-1 CC4098引脚和内部逻辑图脉冲展宽电路的设计 在枪械的射击操作中，停止射击时先是由自动机复进到位，再由枪机解脱，为了准备记录自动机复进到位后枪械的实际射击发数，需要要枪机解脱中断控制脉冲信号再延迟一定时间，图7示出了枪机解脱中断控制脉冲展宽电路及其对应波形。 图7 枪机解脱中断控制脉冲展宽电路及其对应波

5、形 输入一个窄脉冲，可输出一个宽脉冲，输出的脉冲宽tw由公式（1-1）计算，tpd为输入到输出的传输延迟时间。 （1-1）单片机的设计 单片机系统是射频仪的核心，为降低功耗，我们选用了80C31单片机，因该单片机内五程序存贮器，故使用EPROMC32和锁存器74LS373扩展4K字节的外部程序存贮器，80C31单片机的PO口和P2.0P2.3配合作为扩展总线系统的地址总线，P2.0P2.3输出高4位地址A3A11，PO口作为双向地址/数据总线使用，分时输出外部存贮器的低 8位地址并传输数据整形电路的输出作为外部中断源接到单片机的I NT O端，在软件的控制下，单片机对外部被测信号计数，即记发数

6、，同时对 N一1个射击周期的测时闸门的开启 与关闭时间进行控制，并在闸门时间内，对时基脉冲计数获得测时值，然后再对所获敷据 进行实时处理，其结果在时钟脉冲控制下，从单片机的 P1.0以串行段码送人显示模块显示 图8所示为单片机80C31引脚图 Vcc和Vss为电源引脚外接晶体引脚XTAL1和XTAL2 控制及其他电源复用引脚PST/VPD、ALE/PROG、EA/Vpp、PSEN输入输出引脚P0.0P0.7、P1.0P1.7、P2.0P2.7、P3.03.7(这八个引脚还有第二功能锁存器74LS373 74LS373是一种带有三态输出门的8D触发器，其内部结构如图9-1所示，引脚分布如图9-2所示，数据输入由允许端11控制，数据输出由数据输出控制端1控制。各触发