偵察設(shè)備中干擾寬脈沖信號(hào)的剔除辦法

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1、偵察設(shè)備中干擾寬脈沖信號(hào)的剔除辦法：在偵察告警設(shè)備中，虛警率的高低是設(shè)備性能的重要指標(biāo)，無(wú)效寬脈沖信號(hào)會(huì)導(dǎo)致虛警率提高。本文采用兩種方法，一種是基本硬件電路的方法，另一種為大規(guī)模集成電路的方法，都可以解決寬脈沖的剔除問(wèn)題。這些方法簡(jiǎn)單有效，可適用于多種偵察設(shè)備電路中。　　關(guān)鍵詞：寬脈沖剔除時(shí)序分析　　　　1引言　　在偵察設(shè)備中，傳感器輸出的信號(hào)不僅包含著有效信息，同時(shí)也含有大量的無(wú)效信息。這些無(wú)效信息就會(huì)造成偵察設(shè)備的虛假告警。虛警率的高低直接決定著設(shè)備的性能好壞。　　偵察設(shè)備的傳感器輸出的有效信息，相對(duì)于無(wú)效信息，其脈沖寬度有限

2、。傳感器輸出的寬脈沖信號(hào)，是導(dǎo)致設(shè)備虛警率高的重要原因。本文采用邏輯電路控制的方式，提供兩種邏輯電路，有效剔除寬脈沖信號(hào)，降低設(shè)備的虛警率。　　2寬脈沖產(chǎn)生虛警原因分析　　干擾信號(hào)是造成偵查告警設(shè)備虛警的最主要原因。告警設(shè)備內(nèi)部產(chǎn)生的干擾，電源產(chǎn)生的干擾，外部電源、電磁源產(chǎn)生的干擾等都會(huì)使虛警率大幅度增加，甚至使偵查告警設(shè)備無(wú)法正常工作?！　√綔y(cè)器接收到的激光功率為：　　　　(1)　　其中：P為規(guī)定波長(zhǎng)激光源出光功率；　　L為甲乙兩地之間的距離；　　D為到達(dá)待測(cè)設(shè)備光學(xué)窗口的光斑直徑，假設(shè)激光束散角為θ，則　　D=θ·L；　　α為

3、大氣衰減系數(shù)?！　∮缮鲜?1)我們當(dāng)延長(zhǎng)探測(cè)器與激光源之間的距離L和激光束散角θ時(shí)，Ps便會(huì)降低?！　≡O(shè)探測(cè)器的閾值電流為It，It越小，靈敏度越高。因此若延長(zhǎng)告警距離和提高截獲面積，必須減小閾值電流It?！　≡O(shè)功率為PS的激光信號(hào)經(jīng)光電轉(zhuǎn)換生成電流Is,設(shè)各種干擾和噪聲產(chǎn)生的擾動(dòng)電流為In，探測(cè)器輸出信噪比為：　　　　(2)　　Isi和It都高于It時(shí)，若提高探測(cè)器的靈敏度，Is減小，而In大小基本不變。當(dāng)Is小到和In相近時(shí)，虛警率也相應(yīng)提高?！　‘?dāng)SNR≤1時(shí)，探測(cè)器便無(wú)法區(qū)分是激光信號(hào)還是噪聲，探測(cè)器輸出脈沖經(jīng)過(guò)放大后，脈

4、沖寬度為有效信號(hào)和無(wú)效信號(hào)的臨界值。如果脈沖寬度過(guò)大，超過(guò)有效信號(hào)的臨界值，信號(hào)為虛警信號(hào)?！　〔扇∫欢ǚ椒?，剔除超過(guò)標(biāo)準(zhǔn)的無(wú)效寬脈沖，可以有效減少虛警?！　?寬脈沖剔除基本硬件電路實(shí)現(xiàn)方法　　3.1基本方法　　寬脈沖剔除的硬件方法很簡(jiǎn)單，主要電路器件為74123(以下簡(jiǎn)稱“123”)。如圖1所示。用輸入信號(hào)S輸入觸發(fā)產(chǎn)生一個(gè)指定寬度的脈沖信號(hào)S標(biāo)準(zhǔn)，S輸入和S標(biāo)準(zhǔn)相與得到有效信號(hào)S有效，S輸入和S標(biāo)準(zhǔn)或非得到無(wú)效信號(hào)S無(wú)效?！　　　　　　　D1寬脈沖剔除的硬件電路　　寬脈沖剔除電路的波形如圖2所示，其中P1為正常的脈沖信號(hào)，P2

5、為寬脈沖信號(hào)。從圖2可以看出，對(duì)應(yīng)著P1脈沖S有效產(chǎn)生一個(gè)正脈沖，表示P1為有效脈沖。對(duì)應(yīng)著P2脈沖S無(wú)效產(chǎn)生一個(gè)正脈沖，表示P2為寬脈沖。因此用S有效信號(hào)代替S輸入，就可以剔除脈沖寬度超過(guò)設(shè)定寬度的脈沖。　　　　　　　　圖2寬脈沖剔除電路波形　　3.2基本方法出現(xiàn)的問(wèn)題　　圖1所示的電路簡(jiǎn)單，當(dāng)不需要S無(wú)效信號(hào)時(shí)，采用此電路可以簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)。在實(shí)際應(yīng)用中，需要用到S無(wú)效信號(hào)來(lái)清零輸入信號(hào)高速鎖存器，發(fā)現(xiàn)鎖存的信號(hào)有時(shí)不正確。通過(guò)時(shí)序分析，發(fā)現(xiàn)在輸入信號(hào)為有效脈沖時(shí)，S無(wú)效信號(hào)也會(huì)產(chǎn)生一個(gè)窄脈沖，如圖3所示?！　　　　　　　　　D3寬

6、脈沖剔除實(shí)際電路波形　　S輸入信號(hào)通過(guò)觸發(fā)單穩(wěn)123產(chǎn)生標(biāo)準(zhǔn)脈沖寬度信號(hào)S標(biāo)準(zhǔn)，由于單穩(wěn)123本身的延遲特性造成S標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)產(chǎn)生一定的延遲，導(dǎo)致S無(wú)效信號(hào)會(huì)產(chǎn)生一個(gè)窄脈沖，此窄脈沖的寬度取決于單穩(wěn)123芯片的反應(yīng)時(shí)間。　　3.3優(yōu)化解決方法　　選用高速單穩(wěn)123，提高單穩(wěn)123的反應(yīng)時(shí)間，縮短S無(wú)效信號(hào)窄脈沖的寬度，使窄脈沖對(duì)后續(xù)電路不產(chǎn)生影響。此方法可以降低出錯(cuò)概率，但不能完全解決問(wèn)題。　　通過(guò)上面的分析，產(chǎn)生錯(cuò)誤的原因是S標(biāo)準(zhǔn)比S輸入延遲，將S標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)的前沿向前擴(kuò)展或在S輸入信號(hào)與或操作之前將其前沿向后壓縮均可解決問(wèn)題。這里我們

7、采取將S輸入信號(hào)比S標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)多出來(lái)的前沿向后壓縮的方法，電路實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單，如圖4所示?！　　　　　　　　　D4修正后的寬脈沖剔除硬件電路　　修正后的寬脈沖剔除電路波形如圖5所示。SB信號(hào)為S輸入信號(hào)前沿壓縮后的信號(hào)，其前沿與S標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)一致，后沿與S輸入信號(hào)一致，解決了因?yàn)槠骷舆t造成S無(wú)效信號(hào)出錯(cuò)的問(wèn)題。　　　　　　圖5修正后的寬脈沖剔除實(shí)際電路波形　　4大規(guī)模集成電路實(shí)現(xiàn)方法　　利用分立器件搭建電路可以實(shí)現(xiàn)對(duì)寬脈沖干擾信號(hào)的剔除，但分立器件延時(shí)不定，易受干擾，穩(wěn)定性差，容易形成新的干擾信號(hào)。這里采用大規(guī)模集成電路的一種CPLD器件來(lái)

8、實(shí)現(xiàn)。CPLD芯片延時(shí)可預(yù)測(cè)，穩(wěn)定性好，設(shè)計(jì)靈活，抗干擾性強(qiáng)，克服了硬件分立器件的不足?！　≡趥刹煸O(shè)備的輸入端，有一電信號(hào)，寬度為Tw，有效信號(hào)脈沖最大寬度為Ts。經(jīng)過(guò)處理后需要達(dá)到的目的是：當(dāng)Tw大于Ts時(shí)，剔除該電信號(hào)；如果Tw小于或等于Ts，