編碼式光幕立靶測試系統的研究

4 光電靶信號編碼系統設計
參照光纖編碼的方法，假設光電二極管為一矩形薄片，外形尺寸為1．5 mmxl．5 mm，厚度對接收無影響。其敏感面積與外形尺寸一致。考慮到安裝因素，將光電二極管均勻地按2 mmx2 mm區域排列成直線，敏感面朝向光源方向，直線長度決定探測區域長度。假設選定長度為400 mm．則光電二極管數為200個。選取同樣排列的二極管陣列條，分別編號為大區、中區和小區，每一條上的二極管實行分組編碼。4等份大區，從左到右每份編號為A1，A2，A3，A4，每等份共有50個二極管。對應同一大區的中區也分為5等份，對應編號為B11，B12…B15，其中第一位數字為大區號，最后一位數字是中區號，依次類推。10等份對應同一中區的小區，對應編號為C111，C112，……，C1110。其中，前兩位數字為中區號，最后一位或兩位是小區號，依次類推。每一個編號對應一個二極管。大區的A1~A4作為4組，每組的光電二極管并在一起，其輸出接入一個放大電路，放大電路的編號與每組的編號相同．即A1，A2，A3，A4。將中區B11，B2l，B31，B41所在區域的光電二極管編為一組B12，B22，B32，B42，依次類推，B15，B25，B35，B45光電二極管作為一組，中區共有5組，其放大電路也有5組，編號分別為B1，B2…B5，依次類推。小區中將分別屬于不同中區的后一位或后兩位編號相同的二極管作為一組，分組編號為C1，C2…C10，每組有20個光電二極管，其對應的放大電路編號與分組編號相同。圖3為編碼原理示意圖。圖4為編碼電路示意圖。

當彈丸垂直光幕穿過時，每個區至少有一路放大電路產生信號。假設有信號為1，無信號為0，則采集電路將4+5+10個放大電路的信號按數字信號方式采集，得到一個19字節的數字信號。兩個正交光幕靶共有2x19個數字信號，依此可判斷彈丸穿過光幕時的坐標。針對一個給定的探測區域的長度，要根據不同情況計算最佳的陣列數，以及各個陣列組數。與光纖編碼相比，電路編碼省去復雜的光纖編排工藝，電路設計簡單、靈活，可靠性高。因此，該電路編碼是一種新型的編碼方法。為保證采集數據的可靠性，使各路放大電路信號的位必須與計算機數據線的位相對應并確保數據信息的準確性不受各脈沖先后順序的影響，采用信號保持技術．保證有足夠采樣時間而且在此時間內各路信息狀態穩定。假設選定長度為400 mm，將光電二極管均勻地按2mmx2 mm區域排列成一條直線。4個大區將視場均分為100 mm，5個中區將視場均分為20 mm，10個小區則均分為2 mm。視場的坐標原點為兩靶的交點，當彈丸穿過接收裝置的2號大區、1號中區、3號小區時，則彈丸的坐標位置為(2―1)×100mm+(1―1)×20 mm+(3―1)x2 mm=104 mm。依此類推，可以得彈丸坐標。