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一种引信执行级电路的优化设计

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一种引信执行级电路的优化设计 一种引信执行级电路的优化设计 冯泽琴, 朱素英 (中国空空导弹研究院, 河南 洛阳 � 471009) � � 摘 � 要: 通过分析引信执行级电路的组成、工作原理和功能, 找出了因电源掉电而误输出点 火信号的原因, 通过采取相关开关电路和优化执行级电路抗掉电功能的办法, 使引信在非正常供 电的情况下, 相关电路电容快速放电, 不误输出点火信号, 防止了导弹误炸。 关键词: 引信; 执行级电路; 掉电 中图分类号: TJ760. 3+ 19 � 文献标识码: A � 文章编号: 1673- 5048( 20...

一种引信执行级电路的优化设计
一种引信执行级电路的优化 设计 领导形象设计圆作业设计ao工艺污水处理厂设计附属工程施工组织设计清扫机器人结构设计 冯泽琴, 朱素英 (中国空空导弹研究院, 河南 洛阳 � 471009) � � 摘 � 要: 通过分析引信执行级电路的组成、工作原理和功能, 找出了因电源掉电而误输出点 火信号的原因, 通过采取相关开关电路和优化执行级电路抗掉电功能的办法, 使引信在非正常供 电的情况下, 相关电路电容快速放电, 不误输出点火信号, 防止了导弹误炸。 关键词: 引信; 执行级电路; 掉电 中图分类号: TJ760. 3+ 19 � 文献标识码: A � 文章编号: 1673- 5048( 2011) 02- 0044- 03 Optim ization Design of Fuze Execution Circuit FENG Ze-qin, ZHU Su-y ing ( China A irborneM issile Academ y, Luoyang 471009, China) � � Abstract: By analyzing the constitution, work ing princ iple and function o f fuze execution circu i,t the erro r ou tput of ignition signal caused by pow er fail is presented. This paper improves the circuit and fuze execution dev ice, w hich prevents erroneous explosion o fm issilew hen the pow er supp ly is abnorma.l � � Key words: fuze; execut ion circui;t the fa il of pow er supply 0� 引 � � 言 执行级电路是引信的重要组成部分, 其功能 是接收前级电路发送来的引炸信号, 输出满足雷 管能量 要求 对教师党员的评价套管和固井爆破片与爆破装置仓库管理基本要求三甲医院都需要复审吗 的点火信号。该电路的另一个重要功 能是: 具有抗引信在电源上电及掉电时误输出信 号的能力, 即在电源供电不稳定的情况下, 保证不 误输出点火信号。 在原理测试试验中, 由于引信电源短时间掉 电而引起误动作, 为此, 需要分析相关电路, 找出 执行级电路误输出点火信号的原因, 对执行级抗 掉电电路进行分析及试验验证, 寻找解决途径, 改 进其设计, 优化执行级电路抗电源掉电的功能。 1� 故障原因 1. 1� 故障现象 在原理测试试验中, 数据显示引信电源 (E r ) 收稿日期: 2008- 10- 29 作者简介: 冯泽琴 ( 1982- ), 女 , 贵州遵义人, 本科, 研究 方向是激光引信。 时有时无, 其中一次掉电时间小于 6m s, 信号处理 电路在上电初期状态紊乱, 多次误输出引炸信号, 由于掉电时间极短, 抗掉电电路未能发挥作用, 在 该时段, 执行级电路误输出点火信号。 1. 2� 抗掉电电路工作原理 执行级抗掉电电路主要由三端稳压器、与门 及相关阻容器件组成, 图 1为其组成结构框图。 图 1� 抗掉电电路组成结构框图 ( 1) 电压维持电路 与门的电源电压 (Ew )由三端稳压器输出, 经 一个二极管提供, 为确保引信电源 E r掉电时与门 能够正常工作, 综合考虑本设计电路, 规定 Ew 下 降到 ( 2 /3) Ew 这段时间为维持时间 Tw, T w 应大于 2011年第 2期 2 0 1 1年 4月 � � � � � � � � � � � � � � � 航空兵器 AERO WEAPONRY � � � � � � � � � � � � � � � � � 2011 No. 2 Apr. 2011 引信的工作时间。设计储能电容, 在电源供电时对 其进行充电, 当 E r掉电时通过二极管进行阻断并 给与门供电, 保证与门工作正常。该与门器件应选 择响应时间快, 耗散功率低的器件。 ( 2) 输入引炸信号电路 输入引炸信号为 TTL电平信号, 经拉偏电路 产生电压 V1, 送至与门的一个输入端 (记为 En 1 )。 对于本电路中与门, 输入端信号大于 V�时 ( V�= ( 2 /3)Ew, Ew为与门的电源电压 ), En 1为高电平; 输入端信号小于 ( 1 /3)Ew 时, En 1为 0电平; 输入 端信号在 ( 1 /3)Ew 到 ( 2 /3) Ew区间时, 为模糊区。 因此, 调整拉偏电路分压电阻阻值, 使 V1�V�。 ( 3) 封锁电压信号电路 引信放大器电路的电源电压由三端稳压器提 供, 当电源电压下降到不足以使该三端稳压器正 常输出稳定电压时, 设计封锁电压信号电路, 在三 端稳压器退出正常工作之前对其进行封锁, 封锁 电压的取值应确保输出的点火信号能量足以点爆 雷管。 引信电源供电后, 经分压电路分压后的电压 V2送至与门的一个输入端 (记为 En 2 ), V2�V�, 即 En 2为高电平。在 E r小于封锁电压的值时, V2 < V�, En2为 0电平。在 E r掉电时, 由于二次电源不 稳定而造成信号处理电路误输出引炸信号, 因此 设计该电路来屏蔽前级电路的误输出信号, 图 2所 示为其原理示意图。 图 2� 抗掉电电路原理示意图 ( 4) 慢上电信号、放电信号电路 电路图如图 3所示。三端稳压器的输出电压经 电阻 R 1、R2分压后, 通过电阻 R 1和电容 C 2组成 一阶 RC网络, 即 G ( S ) = 1 Tm � S + 1 式中: Tm为慢上电时间。 RC网络的稳态值 V3送至与门的一个输入端 (记为 En 3 ) , V3�V�, 使得 En 3为高电平。 图 3� 慢上电、放电电路图 在引信电源供电的瞬间, 信号处理电路可能 会误输出引炸信号或产生毛刺, 而慢上电电路使 得此时 E n 3为 0电平, 则与门无信号输出。由图 3 可见, 慢上电信号电路的设计是防止上电时误输 出的信号造成后级执行级电路误输出点火信号。 根据上述慢上电电路的原理, 为了确保每 次引信电源供电时 (包括正常供电或者掉电后 再恢复供电 )执行电路不误输出点火信号, 必须 保证上电瞬间电容 C2处于零状态响应, 即每次 遇到掉电情况, 电容 C 2上的能量必须在极短时 间内释放完毕, 从而实现再次供电时满足慢上 电原理要求。 1. 3� 故障原因分析及试验验证 1. 3. 1� 故障原因分析 根据执行级抗掉电电路工作原理及故障现象, 应从以下几个方面开展摸底试验和故障查证: ( 1) 封锁电压取值过低; ( 2) 慢上电时间的设置不合理; ( 3) 电容 C2上的能量在掉电后没有在极短时 间内释放完毕。 1. 3. 2� 试验验证 通过对同批引信进行试验, 封锁电压取值及 慢上电时间设置均满足要求, 因此故障定位于放 电回路上。抽取该批 3发产品进行抗掉电功能测试 试验, 图 4所示为电源 E r掉电示意图。 图 4中, t1为电源 E r正常供电时间, t2为其掉 电时间, 调整 t1, t2, 监测在 E r掉电时间 t2门限值 为多少时, 抗掉电电路抗不住前级电路误输出的 信号, 即有点火信号误输出。试验结果见表 1。 图 4� 电源 E r掉电示意图 �45�冯泽琴等 : 一种引信执行级电路的优化设计 表 1� 抗掉电试验结果 t1 / s t 2 门限值 /m s 1#引信 2#引信 3#引信 1� 7. 3 6. 40 9. 66 0. 8 7. 3 6. 21 9. 57 0. 6 7. 2 6. 14 9. 44 0. 4 7. 2 6. 08 9. 30 0. 2 7. 1 5. 96 9. 08 0. 1 1. 53 1. 49 1. 57 由表 1可见, 当电源掉电时间 t2小于 10ms 时, 抗掉电电路抗不住前级电路误输出的信号。 由于原理测试试验中 t2 < 6m s, 抗掉电电路则 没有抗住前级电路误输出的引炸信号, 造成执行 级电路误输出点火信号。 2� 相关电路的研究 2. 1� 放电回路分析及试验 对放电回路进行分析及试验验证, 图 5为原理 示意图, 图 6为试验结果。 图 5� 放电回路原理示意图 图 6� 试验结果 由图 5~ 6可见, 当电源掉电时间 t2极短时, 电容 C2上的能量由 V�放电至 Vx, 当再次上电时, 电容 C2上的能量由 V x开始充电至 V�, 该充电时间 为 Tm �, Tm �< Tm, 因此不满足慢上电时间要求。 分析认为放电回路放电慢的原因有: ( 1) 泄放回路中电容 C1有贮能的作用, 使得 放电时间长; ( 2) 泄放回路通过二极管 VD1到三端稳压器 的输出端, 三端稳压器输出端对地电阻 7 k� 左右, 使得放电时间长, 抗不住短时间的掉电。 2. 2� 改进设计电路 根据泄放回路特点, 选用 P沟道耗尽型结型 场效应管作为泄放开关电路, 确保引信电源掉电 时, 电容 C 2上的能量在极短时间内释放完毕, 改 进后的相关部分电路如图 7所示。 图 7� 改进后的慢上电、放电电路图 对改进后的电路进行测试, 测得电源 E r掉电 时, 电容 C 2处电压放电时间为 1m s � 0. 1ms。对 修改电路后的 3发引信整机进行抗掉电测试, 试验 方法同 1. 3. 2, 测试结果见表 2。 表 2� 改进电路后抗掉电试验结果 t2 /m s 点火信号输出 1#引信 2#引信 3#引信 10 无 无 无 8 无 无 无 6 无 无 无 4 无 无 无 2 无 无 无 1. 8 无 无 无 1. 6 无 无 无 1. 4 无 无 无 1. 2 无 无 无 � � 由表 2可见, 电源掉电时间 t2� 1. 2ms, 在此 极短时间掉电情况下, 抗掉电电路均能成功抗住 前级电路输出的信号, 使得执行级无点火信号误 输出。 3� 结 � � 论 通过对执行级抗掉电电路的分析研究, 找出 其抗不住引信电源短时间 (小于 10 ms)掉电的原 因, 通过改进相关电路的设计, 比较彻底地解决了 所存在的问题, 能成功抗住电源 1. 2ms以上的短 时间掉电, 使执行级电路在电源非正常供电的情 况下不误输出点火信号, 防止导弹误炸。 参考文献: [ 1] 李占雄. 引信 工程 路基工程安全技术交底工程项目施工成本控制工程量增项单年度零星工程技术标正投影法基本原理 设计手册 [M ]. 北京: 中国人民解放 军总装备部, 2004. [ 2] 康华光, 陈大钦. 电子技术基础模拟部分 [ M ] . 北京: 高等教育出版社, 1998. [ 3] 张惠芬.晶体管开关特性的进一步探讨 [ J]. 青海师范 大学学报 (自然科学版 ), 2003, ( 4). �46� 航空兵器 � 2011年第 2期
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