侦察设备中干扰宽脉冲信号的剔除办法

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1、侦察设备中干扰宽脉冲信号的剔除办法：在侦察告警设备中，虚警率的高低是设备性能的重要指标，无效宽脉冲信号会导致虚警率提高。本文采用两种方法，一种是基本硬件电路的方法，另一种为大规模集成电路的方法，都可以解决宽脉冲的剔除问题。这些方法简单有效，可适用于多种侦察设备电路中。　　关键词：宽脉冲剔除时序分析　　　　1引言　　在侦察设备中，传感器输出的信号不仅包含着有效信息，同时也含有大量的无效信息。这些无效信息就会造成侦察设备的虚假告警。虚警率的高低直接决定着设备的性能好坏。　　侦察设备的传感器输出的有效信息，相对于无效信息，其脉冲宽度有限

2、。传感器输出的宽脉冲信号，是导致设备虚警率高的重要原因。本文采用逻辑电路控制的方式，提供两种逻辑电路，有效剔除宽脉冲信号，降低设备的虚警率。　　2宽脉冲产生虚警原因分析　　干扰信号是造成侦查告警设备虚警的最主要原因。告警设备内部产生的干扰，电源产生的干扰，外部电源、电磁源产生的干扰等都会使虚警率大幅度增加，甚至使侦查告警设备无法正常工作。　　探测器接收到的激光功率为：　　　　(1)　　其中：P为规定波长激光源出光功率；　　L为甲乙两地之间的距离；　　D为到达待测设备光学窗口的光斑直径，假设激光束散角为θ，则　　D=θ·L；　　α为

3、大气衰减系数。　　由上式(1)我们当延长探测器与激光源之间的距离L和激光束散角θ时，Ps便会降低。　　设探测器的阈值电流为It，It越小，灵敏度越高。因此若延长告警距离和提高截获面积，必须减小阈值电流It。　　设功率为PS的激光信号经光电转换生成电流Is,设各种干扰和噪声产生的扰动电流为In，探测器输出信噪比为：　　　　(2)　　Isi和It都高于It时，若提高探测器的灵敏度，Is减小，而In大小基本不变。当Is小到和In相近时，虚警率也相应提高。　　当SNR≤1时，探测器便无法区分是激光信号还是噪声，探测器输出脉冲经过放大后，脉

4、冲宽度为有效信号和无效信号的临界值。如果脉冲宽度过大，超过有效信号的临界值，信号为虚警信号。　　采取一定方法，剔除超过标准的无效宽脉冲，可以有效减少虚警。　　3宽脉冲剔除基本硬件电路实现方法　　3.1基本方法　　宽脉冲剔除的硬件方法很简单，主要电路器件为74123(以下简称“123”)。如图1所示。用输入信号S输入触发产生一个指定宽度的脉冲信号S标准，S输入和S标准相与得到有效信号S有效，S输入和S标准或非得到无效信号S无效。　　　　　　　　图1宽脉冲剔除的硬件电路　　宽脉冲剔除电路的波形如图2所示，其中P1为正常的脉冲信号，P2

5、为宽脉冲信号。从图2可以看出，对应着P1脉冲S有效产生一个正脉冲，表示P1为有效脉冲。对应着P2脉冲S无效产生一个正脉冲，表示P2为宽脉冲。因此用S有效信号代替S输入，就可以剔除脉冲宽度超过设定宽度的脉冲。　　　　　　　　图2宽脉冲剔除电路波形　　3.2基本方法出现的问题　　图1所示的电路简单，当不需要S无效信号时，采用此电路可以简化设计。在实际应用中，需要用到S无效信号来清零输入信号高速锁存器，发现锁存的信号有时不正确。通过时序分析，发现在输入信号为有效脉冲时，S无效信号也会产生一个窄脉冲，如图3所示。　　　　　　　　　　图3宽

6、脉冲剔除实际电路波形　　S输入信号通过触发单稳123产生标准脉冲宽度信号S标准，由于单稳123本身的延迟特性造成S标准信号产生一定的延迟，导致S无效信号会产生一个窄脉冲，此窄脉冲的宽度取决于单稳123芯片的反应时间。　　3.3优化解决方法　　选用高速单稳123，提高单稳123的反应时间，缩短S无效信号窄脉冲的宽度，使窄脉冲对后续电路不产生影响。此方法可以降低出错概率，但不能完全解决问题。　　通过上面的分析，产生错误的原因是S标准比S输入延迟，将S标准信号的前沿向前扩展或在S输入信号与或操作之前将其前沿向后压缩均可解决问题。这里我们

7、采取将S输入信号比S标准信号多出来的前沿向后压缩的方法，电路实现简单，如图4所示。　　　　　　　　　　图4修正后的宽脉冲剔除硬件电路　　修正后的宽脉冲剔除电路波形如图5所示。SB信号为S输入信号前沿压缩后的信号，其前沿与S标准信号一致，后沿与S输入信号一致，解决了因为器件延迟造成S无效信号出错的问题。　　　　　　图5修正后的宽脉冲剔除实际电路波形　　4大规模集成电路实现方法　　利用分立器件搭建电路可以实现对宽脉冲干扰信号的剔除，但分立器件延时不定，易受干扰，稳定性差，容易形成新的干扰信号。这里采用大规模集成电路的一种CPLD器件来

8、实现。CPLD芯片延时可预测，稳定性好，设计灵活，抗干扰性强，克服了硬件分立器件的不足。　　在侦察设备的输入端，有一电信号，宽度为Tw，有效信号脉冲最大宽度为Ts。经过处理后需要达到的目的是：当Tw大于Ts时，剔除该电信号；如果Tw小于或等于Ts，