采用FPGA的光電抗干擾電路方案設(shè)計(jì)

3 抗“蚊蟲”干擾電路

當(dāng)PULSE_OUT1有一個(gè)正跳變時(shí)，計(jì)數(shù)器開始計(jì)數(shù)，若計(jì)數(shù)器計(jì)滿則計(jì)數(shù)器cout端將有一個(gè)正跳變，經(jīng)反相后加在觸發(fā)器D4的Q輸入端。在PULSE_OUT1的下降沿到來時(shí)，觸發(fā)器D4的輸出端仍輸出低電平信號(hào)，輸出信號(hào)PULSE_OUT2為低，即若PULSE_OUT1的脈沖寬度不小于計(jì)數(shù)器計(jì)時(shí)寬度時(shí)，PULSE_OUT2端將輸出低電平信號(hào)；若計(jì)數(shù)器未計(jì)滿則cout 端將不會(huì)有上升沿，觸發(fā)器D4的Q輸入端為高，在PULSE_OUT1的下降沿使觸發(fā)器D4的輸出端為高時(shí)，輸出信號(hào)PULSE_OUT2為高。在PULSE_OUT1上升沿到來時(shí)，觸發(fā)器D6的輸出端輸出為高經(jīng)反相器后將觸發(fā)器D4和D6同時(shí)清零，等待下一信號(hào)的到來。

4 脈寬設(shè)定電路

為了保證彈丸穿過光幕產(chǎn)生的脈沖信號(hào)能夠非常適合后續(xù)處理電路的需要，在設(shè)計(jì)中將彈丸穿過光幕產(chǎn)生的脈沖信號(hào)均變?yōu)槊}寬為50μs的脈沖信號(hào)再輸出給后續(xù)電路。

當(dāng)PULSE_OUT2有一個(gè)正跳變時(shí)，觸發(fā)器D7的輸出端輸出高電平，并啟動(dòng)計(jì)數(shù)器。當(dāng)計(jì)數(shù)器計(jì)滿時(shí)，計(jì)數(shù)器cout出現(xiàn)上升沿，觸發(fā)器D8的輸出端輸出高電平，此高電平信號(hào)將計(jì)數(shù)器清零，同時(shí)經(jīng)反相器反相后接到觸發(fā)器D7和D8清零端，將觸發(fā)器D7和D8清零。

整個(gè)電路的作用就是，當(dāng)PULSE_IN上跳沿到來后，先經(jīng)過抗沖擊波電路，若信號(hào)脈寬大于10μs，則啟動(dòng)抗蚊蟲干擾電路；若信號(hào)脈寬大于150μs，輸出PULSE_OUT為低電平信號(hào)；若脈寬小于150μs，則經(jīng)過脈寬設(shè)定電路變成寬度為50μs的信號(hào)輸出。

通過分析可知應(yīng)用FPGA器件所設(shè)計(jì)的抗干擾電路具有可靈活調(diào)節(jié)信號(hào)的脈寬修改方便、對(duì)輸入信號(hào)的脈寬適應(yīng)能力強(qiáng)可調(diào)節(jié)范圍大、輸出的脈沖寬度和幅值穩(wěn)定準(zhǔn)確的特點(diǎn)。

圖3 抗蚊蟲干擾電路

圖4 抗蚊蟲干擾電路仿真波形

圖5 脈寬設(shè)定電路

結(jié)語

為了在測(cè)試彈丸射擊密集度時(shí)消除沖擊波和蚊蟲干擾，利用FPGA器件來設(shè)計(jì)抗干擾電路，本電路簡(jiǎn)單可靠，能有效地消除干擾脈沖，從而保證了數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和可靠性。

圖6 脈寬設(shè)定電路仿真波形圖

圖7 整體電路仿真波形圖