【摘 要】
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随着各国大威力新型武器的设计定型,武器性能的准确评估越来越重要,冲击波作为弹药爆炸时的主要杀伤因素,是评估兵器战斗部杀伤威力的重要依据。其中有效地获取冲击波信号是客观准确评价武器系统爆破威力的关键。在武器弹药作战效能考核阶段,由于具有打击对象多样、毁伤威力大、评估实时性高等特点,要求冲击波测试系统具有高精度、大动态、易布设、模块化等特点。现有的冲击波测试系统大多适用于弹药研发阶段的静爆定量测试试验
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随着各国大威力新型武器的设计定型,武器性能的准确评估越来越重要,冲击波作为弹药爆炸时的主要杀伤因素,是评估兵器战斗部杀伤威力的重要依据。其中有效地获取冲击波信号是客观准确评价武器系统爆破威力的关键。在武器弹药作战效能考核阶段,由于具有打击对象多样、毁伤威力大、评估实时性高等特点,要求冲击波测试系统具有高精度、大动态、易布设、模块化等特点。现有的冲击波测试系统大多适用于弹药研发阶段的静爆定量测试试验,即试验人员预先估算冲击波超压峰值,选取合适量程的传感器进行测试。而在作战效能考核条件下,由于起爆点未知,压力场分布不均,实际爆心与理想爆心位置会有偏差,造成现有的冲击波测试系统无法准确评估作战考核阶段的武器弹药毁伤威力。针对上述问题,开展了基于ZYNQ的冲击波超压场高速大动态无线探测节点设计。首先,研究了空中冲击波传播规律,计算得出了探测节点相关技术指标并完成选型;其次,以Zynq-7000系列SOC为核心,设计了阵列化ICP传感器调理模块、多通道高速ADC-AD9259数据采集模块和高速存储传输模块等硬件电路;再次,设计了高速ADC接口、自适应片上滤波器等PL（可编程逻辑）高速时序逻辑电路,以及AXI-Stream协议的高速数据存储、千兆以太网传输等PS（ARM处理系统）嵌入式软件程序;最后进行了试验验证。试验结果表明,本文提出的大动态高速冲击波超压测试系统能够有效获取冲击波超压信号,同时将传感器的动态范围由100d B提升至146d B,将系统采样率由1MSps提升至10MSps并具有片上硬件滤波,片内数据链路的数据吞吐率达到了640Mbps。本系统将为提升我国武器装备试验测试能力提供有力的技术支撑。
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