本文讲述了一种基于FPGA(现场可编程门阵列)的靶场高精度时间采集系统的设计与实现,该系统能够有效提高弹丸飞行速度的测量精度,并具备大范围、高精度和强抗干扰性等特点。以下是根据提供的文件内容生成的知识点:
1. 弹丸飞行速度测试的重要性:弹丸的飞行速度是评估轻武器毁伤效能和弹道特性的一个关键参数。在靶场测试中,弹丸飞行速度的准确测量对武器性能分析至关重要。
2. 靶场弹丸速度测量的传统方法:传统的测速方法主要依赖于区截装置测速法。这种方法成本效益高,但可能无法满足高精度测试的要求。
3. 光幕靶测试原理:文章提到,所设计的时间采集系统是基于光幕靶测试原理。光幕靶是一种能测量通过其的物体位置和速度的装置,通常通过光学传感器阵列和对应的处理算法实现测速。
4. FPGA在时间采集系统中的作用:为了提高测速精度,文章提出了一种以FPGA为核心的高精度时间采集系统。FPGA的并行处理能力使得它可以对来自光幕靶的高速信号进行快速和精确的处理。
5. 测时技术的“粗”、“细”结合:为了实现高精度的弹丸速度测量,系统采用了直接脉冲计数法(粗测量)和时钟数字移相法(细测量)相结合的精密测量技术。
6. 双锁相环级联与高精度内插时钟技术:系统利用双锁相环级联和高精度内插时钟技术来同时扩大计时范围和提高计时精度。这有助于获得更长的时间间隔和更高的时间分辨率。
7. 系统的性能指标:文中提到,所设计的时间采集系统测量最大时间间隔为83.89ms,测量精度为312.5皮秒(ps),表明该系统在时间测量方面具有非常高的精度。
8. 抗干扰能力:系统通过软件处理能够有效去除冲击波、蚊虫飞鸟、外界光线等干扰因素,保证了时间采集的准确性。
9. 系统的软件实现:系统软件通过相关算法处理信号,过滤掉干扰信号,确保了测量数据的质量和准确性。
10. 关键技术的应用:系统采用了FPGA技术、双锁相环技术、高精度内插时钟技术等多项先进技术,实现了一套具有高精度和抗干扰特性的靶场时间采集解决方案。
通过以上知识点,我们可以看出,在设计高精度靶场时间采集系统时,FPGA作为核心硬件平台的采用,不仅能够处理复杂的信号,而且还能通过各种高级信号处理技术,实现对弹丸飞行速度的高精度测量,并且具备良好的抗干扰能力。这种系统特别适合于需要进行高精度、高速度测量的靶场和测试场合。