[發明專利]提高電容引信探測靈敏度和穩定度的檢波方法及探測電路

無效

• 申請號: 201310165981.0
• 申請日: 2013-05-08
• 公開（公告）號: CN103278697A
• 公開（公告）日: 2013-09-04
• 發明（設計）人: 宋承天;白玉賢;崔占忠
• 申請（專利權）人: 北京理工大學
• 主分類號: G01R27/26
• 分類號: G01R27/26
• 代理公司: 北京理工大學專利中心 11120
• 代理人: 楊志兵;高燕燕

技術領域

本發明涉及電容引信探測技術，具體涉及一種提高現有電容引信探測靈敏度和穩定度的檢波方法，以及一種應用該檢波方法的電容引信用電容探測電路。

背景技術

電容近炸引信是利用彈丸與目標接近時分布電容的變化而探測目標的。當引信接近目標時，引信電極間的電容將發生變化，把這種電容的變化量檢測出來作為目標信號加以利用，可以控制炸點，實現預定的炸高。電容引信炸高和可靠性的提高，取決于電容引信探測器對彈目運動過程中電極間微小電容變化檢測的靈敏度和穩定性。

發明內容

有鑒于此，本發明提供了一種提高電容引信探測靈敏度和穩定度的檢波方法，能夠提高電容引信探測靈敏度和穩定性，從而提高電容近炸引信的炸高和可靠性。

該提高電容引信探測靈敏度和穩定度的檢波方法，適用于檢波形式為三極管檢波的情況，其解決方案是，在三極管檢波電路中，在三極管的發射極與檢波電壓輸出端之間串接用于提高檢波電路輸入阻抗的電阻。

本發明還提供了一種基于上述檢波方法的電容引信用電容探測電路，能夠提高電容引信探測靈敏度和穩定性，從而提高電容近炸引信的炸高和可靠性。

該電容引信用電容探測電路，由振蕩器電路、檢波電路和兩塊耦合電極組成，振蕩器電路和檢波電路分別與兩塊耦合電極一對一連接；所述檢波電路包括電阻R1～電阻R4、電容C1、二極管D1和三極管Q2；

三極管Q2的基極連接其中一塊耦合電極和二極管D1的陰極，同時通過電阻R1接地；三極管Q2的集電極通過電阻R2接電源Vcc；電容C1和電阻R3并聯后一端接地，另一端連接二極管D1的陽極，同時通過電阻R4接三極管Q2的發射極；電阻R4與電容C1的連接處引出檢波電壓輸出端Ud。

有益效果：

對于三極管檢波電路，首先分析出檢波電壓靈敏度低、穩定度差的原因是檢波電路的輸入阻抗比較低。那么，通過調整檢波電路的輸入阻抗，可以提高檢波電路輸出檢波電壓的穩定度和對耦合電容變化的敏感性。

因此本發明在三極管Q2的發射極與檢波電壓輸出端之間增加了串接的電阻R4，采用這種極為簡單的電路優化方式，有效的提高了檢波電路的輸入阻抗。

經過本發明改造后的電容探測器檢波電壓僅存在幾毫伏的跳動，與未改造前的檢波器相比，進行同樣的推板實驗時，改造后電容探測器的檢波電壓交流變化量可以達到100mv左右，靈敏度比原電容引信提高了5-6倍，同時穩定度也提高了10倍左右。

附圖說明

圖1為電容探測器原理框圖。

圖2為一種調整前電容探測器電路圖。

圖3為本發明調整后的電容探測器電路圖。

具體實施方式

下面結合附圖并舉實施例，對本發明進行詳細描述。

電容引信探測器的原理框圖如圖1所示，由振蕩器電路、檢波電路和兩塊耦合電極等組成。振蕩器電路和檢波電路分別與兩塊耦合電極一對一連接，兩塊耦合電極形成對電容變化進行探測的前端傳感部分。振蕩器電路產生振蕩電壓通過耦合電極感應，在檢波電路中形成電壓，稱為檢波電壓U_d。該檢波電壓與振蕩電壓的幅度、電極位置、檢波電路的電路形式及元器件參數等有關。

本申請人目前使用的一種電容引信探測器的電路圖如圖2所示。其中檢波電路的檢波形式為三極管檢波電路，利用三極管Q2的基-射極的PN結來完成檢波任務的。經過使用發現，該電路的檢波電壓受耦合電極感應過來的振蕩電壓影響較大，檢波后檢波電壓存在幾十毫伏的跳動，并對于微小電容變化的探測靈敏度比較低，該電容引信探測器在推板實驗時，對于0.5m處1.5m*1.5m大小的金屬板目標，檢波后的檢波電壓交流變化量僅有20mv，因而其帶來的后果是：一來炸高比較偏低，比較到較近的距離才能有效檢測到目標；二來檢波電壓的波動會影響到電容引信的可靠性。

為進一步提高現有電容引信的探測靈敏度和可靠性，需要從檢波電壓本身的穩定性以及對微小電容變化的反應靈敏度方面進行改進。

經分析發現，檢波電壓靈敏度低、可靠性差的原因是原有檢波電路利用三極管檢波時存在輸入阻抗比較低的問題。那么，通過調整原有電容探測器檢波器部分的檢波電路，調整檢波器的輸入阻抗，降低振蕩器對檢波器部分的影響，從而相比于現有電容探測器，大大提高檢波器輸出檢波電壓的穩定度和對耦合電容變化的敏感性，進而提高電容探測器的整體靈敏度。