基于FPGA的靶场高精度时间采集系统设计

弹丸的飞行速度是衡量轻武器毁伤效能和弹道特性的重要特征之一.针对在靶场测试中弹丸飞行速度测试问题,采用以区截装置和高精度测时相结合的方式测量弹丸速度.为了提高测速精度,在光幕靶测试原理基础上,设计了以FPGA为核心的高精度时间采集系统.对经过两靶间弹丸飞行时间间隔进行"粗"(直接脉冲计数法)、"细"(时钟数字移相法)相结合的精密测量,利用双锁相环级联、高精度内插时钟技术,实现了同时扩大计时范围和提高计时精度的目的.实验结果表明,所设计的时间采集系统测量最大时间间隔为83.89 ms,测量精度为312.5 ps,并通过软件实现了光幕靶测速时,去除冲击波、蚊虫飞鸟、外界光线的干扰问题,达到了靶场时间采集大范围、高精度、抗干扰性强的使用要求.