一种用于枪炮发射虚拟实验的内弹道膛压信号发生器的制作方法

本发明涉及一种模拟内弹道膛压的信号发生器，具体是一种用于枪炮发射虚拟实验过程的膛压信号发生器。

背景技术：

枪炮在发射过程中，火药燃烧会产生较大的压力，以推动弹丸向前运动获取一个较大的出口速度。枪炮发射实验通常在枪管或炮管上安装一个测压传感器，测试膛压随时间的变化规律。兵器发射实验危险性大，目前很多学校已经不再进行实物实验，通常只是通过仿真软件进行虚拟实验。虚拟仿真软件一般只涉及膛压数据的计算，无法模拟真实测试过程的设备仪器的搭建以及数据采集系统的参数设置，因此学生不能直观感受测试系统的搭建、数据采集仪的参数设置、真实体会膛压测试过程、领会膛压随时间变化规律。

技术实现要素：

本发明旨在设计一种用于枪炮发射虚拟实验的内弹道膛压信号发生器，实现枪炮发射过程膛压信号随时间变化规律的自动输出。

本发明为了实现上述目的所采用的技术方案是：

一种用于枪炮发射虚拟实验的内弹道膛压信号发生器，包括安装壳体，壳体上设置外部电源输入端口、数据输入端口和模拟电压输出端口，壳体内设置有数字信号处理装置和数模转换模块，所述数字信号处理装置包括DSP模块和电源转换模块，所述DSP模块包括DSP2808芯片、晶振模块及串口通讯模块，所述晶振模块包括LTC6905芯片和电容，串口通讯模块包括SP3232芯片、RS232串口线和电容电路，所述RS232串口线与数据输入端口连接；所述电源转换模块包括TPS767D318芯片、三极管、LM2596S-5芯片和电容电阻电路，电源转换模块与外部电源输入端口连接；所述数模转换模块包括DAC转换芯片TLV5616和电容电路，TLV5616芯片与DSP模块的DSP2808芯片连接，接收DSP模块发送来的数字信号，同时连接模拟电压输出端口供示波器查看。

本发明通过硬件电路设计，集成内弹道计算模块，在虚拟仿真系统与数据采集仪之间建立一个通道，将仿真计算数据转换成数据采集仪可以进行采集的模拟电压信号，学生可以进行虚拟内弹道测试系统的搭建，训练线路的连接，训练数据采集仪的参数设置，同时可进行膛压信号的采集与处理，完成虚拟的内弹道实验。

附图说明

图1是本发明的安装壳体的结构示意图；

图2是本发明中电源转换模块的电路图；

图3是本发明中晶振模块的电路图；

图4是本发明中串口通讯模块的电路图；

图5是本发明中数模转换模块的电路图；

图中1、外部电源输入端口，2、数据输入端口，3、模拟电压输出端口。

具体实施方案

下面结合附图对本发明做进一步的说明：

一种用于枪炮发射虚拟实验的内弹道膛压信号发生器，包括安装壳体，如图1所示，壳体上设置外部电源输入端口、数据输入端口和模拟电压输出端口，外部电源输入端口用于与外部12V的电源连接，数据输入端口连接外部计算机，接收计算机仿真计算的膛压时间数字信号，模拟电压输出端口用于实现膛压模拟电压信号的输出。

壳体内设置有数字信号处理装置和数模转换装置，所述数字信号处理装置包括DSP模块和电源转换模块，所述电源转换模块如图2所示，电源转换模块与外部电源输入端口连接，包括TPS767D318芯片、三极管、LM2596S-5芯片和电容电感电路，TPS767D318芯片的5、6、11、12引脚接VCC，3、4、9、10引脚解数字地， C4、C5、C6、C7、C8、C9的一端接数字地，另一端分别接电感L2和L3，所述LM2596S-5芯片将12V的输入电压转换为5V电压作为芯片TPS767D318的输入，从而转换为1.8V和3.3V电压供其他芯片使用。

所述DSP模块包括DSP2808芯片、晶振模块及串口通讯模块，所述晶振模块如图3所示，包括LTC6905芯片和电容C33，C33的一端接在3.3v电源上，另一端接数字地，LTC6905芯片的3号引脚接在3.3v电源上，4、5引脚分别接在DSP2808芯片的88和90引脚上。

串口通讯模块如图4所示，包括SP3232芯片、RS232串口线和电容C26、C27、 C28、C29、C28、C30，电容C28、C29、C30的一端接在数字地上，RS232串口线与安装壳体上的数据输入端口连接，SP3232芯片的16号引脚接3.3v电压，9、10、11、12号引脚分别接在DSP2808芯片的SCI_TXB、SCI_RXB、SCI_TXA、SCI_RXA引脚上，14、13、12、11引脚分别与RS232串口头的TX、RX、TX、RX相连，从而和外部计算机相连进行数据传输。

所述数模转换模块如图5所示，包括DAC转换芯片TLV5616和电容C40、C41、C42，TLV5616芯片的3号引脚接在数字地上，5号引脚接在模拟地上，6号引脚接3.3v模拟电压，8号引脚接3.3v数字电压，电容C42的一端接模拟地，另一端接在TLV5616芯片的7号引脚上，TLV5616芯片的DIN、SCLK、FS引脚分别接在DSP2808芯片的21、20、19号引脚上，通过DSP2808芯片的SPI高速串行端口接收由DSP发送过来的数字信号，同时通过7号引脚连接模拟电压输出端口供示波器查看。

本发明整体外观简单小巧，使用方便，只需要12V的外部电源就可以驱动整个电路正常运行，配合一台计算机和一台示波器即可以直观的查看膛压信号的变化曲线。