姚忠文 李秉明

摘要：本文介紹了一種完全憑借硬件電路實(shí)現(xiàn)多通道自動(dòng)順序選通的電路設(shè)計(jì)原理，解決了發(fā)火頭相關(guān)引爆測(cè)試中試驗(yàn)箱門(mén)頻繁開(kāi)關(guān)對(duì)測(cè)試環(huán)境的影響，簡(jiǎn)化了操作流程，保證了發(fā)火頭引爆測(cè)試的質(zhì)量和環(huán)境一致性，也進(jìn)一步提高了測(cè)試的工作效率。

關(guān)鍵詞：發(fā)火頭；硬件電路；計(jì)數(shù)器；選通裝置

1 引言

我公司火工組在做發(fā)火頭低溫引爆試驗(yàn)時(shí)，需要將發(fā)火頭接好線(xiàn)后放進(jìn)低溫箱中，在溫度達(dá)到-55℃時(shí)進(jìn)行引爆，由于每批次試驗(yàn)需要引爆的發(fā)火頭數(shù)量較多（約200個(gè)），按以往的方式，每個(gè)發(fā)火頭引爆后需要開(kāi)箱重新裝聯(lián)新的發(fā)火頭，然后再等試驗(yàn)箱溫度達(dá)到-55℃時(shí)進(jìn)行第二次引爆測(cè)試，這樣頻繁的開(kāi)關(guān)試驗(yàn)箱門(mén)，不但對(duì)箱內(nèi)的溫度會(huì)產(chǎn)生影響，造成環(huán)境一致性較差，使得最終發(fā)火頭的測(cè)試數(shù)據(jù)也不準(zhǔn)確，而且測(cè)試效率也非常低下。

針對(duì)上述問(wèn)題，特設(shè)計(jì)出了一種裝置，其能夠一次性將52只發(fā)火頭放進(jìn)低溫試驗(yàn)箱中，每次只有一個(gè)發(fā)火頭接入回路中，當(dāng)該發(fā)火頭被引爆后，可以在不開(kāi)箱的情況下將下一個(gè)發(fā)火頭自動(dòng)或箱外手動(dòng)接入回路中，避免以往使用中出現(xiàn)的工作效率低問(wèn)題和環(huán)境狀態(tài)不一致等質(zhì)量問(wèn)題，該設(shè)計(jì)已經(jīng)在我公司火工組發(fā)火頭測(cè)試中得到成功應(yīng)用。

2 設(shè)計(jì)原理介紹

2.1 原理框圖設(shè)計(jì)

根據(jù)功能要求設(shè)計(jì)出原理框圖如圖1所示[1]。其工作流程是：先將最多52只的發(fā)火頭固定在設(shè)計(jì)的工裝上，放入試驗(yàn)箱中，并接入點(diǎn)火電源，用電纜將其與控制器連接，根據(jù)需要將手動(dòng)/自動(dòng)

切換開(kāi)關(guān)置于手動(dòng)或自動(dòng)，確定控制狀態(tài)后產(chǎn)生的脈沖信號(hào)作為時(shí)鐘送給兩片級(jí)聯(lián)的同步十進(jìn)制計(jì)數(shù)器，使計(jì)數(shù)器可進(jìn)行從1至52開(kāi)始順序計(jì)數(shù)，同時(shí)，計(jì)數(shù)器的輸出碼通過(guò)譯碼器選通模擬開(kāi)關(guān)，以控制發(fā)火頭的順序點(diǎn)爆。

2.2 電路設(shè)計(jì)

2.2.1 時(shí)鐘脈沖信號(hào)產(chǎn)生電路

時(shí)鐘脈沖信號(hào)產(chǎn)生電路設(shè)計(jì)如圖2所示，該電路主要是為計(jì)數(shù)器提供計(jì)數(shù)脈沖。如圖所示，通過(guò)手動(dòng)或自動(dòng)傳遞的信號(hào)將光MOS繼電器K1的3、4腳短接，使得由N7組成的單穩(wěn)態(tài)電路輸出一個(gè)脈沖信號(hào)（CLK）。該單穩(wěn)態(tài)電路同時(shí)還解決了輸入信號(hào)的抖動(dòng)問(wèn)題，使得在單穩(wěn)態(tài)電路的延時(shí)范圍內(nèi)只能產(chǎn)生一個(gè)穩(wěn)定的時(shí)鐘脈沖信號(hào)，驅(qū)動(dòng)計(jì)數(shù)器按順序計(jì)數(shù)工作。

2.2.2 同步計(jì)數(shù)器電路

計(jì)數(shù)器電路的設(shè)計(jì)由2個(gè)同步十進(jìn)制計(jì)數(shù)器芯片74LS160[2]組成，其中一片作為個(gè)位通道數(shù)計(jì)數(shù)0～9，另一片作為十位通道計(jì)數(shù)0～5，共組成對(duì)52個(gè)通道的計(jì)數(shù)。芯片74LS160的管腳定義如圖3所示，其功能表如表1所示。

根據(jù)芯片74LS160的功能表設(shè)計(jì)出同步計(jì)數(shù)器電路如圖4所示。N8作為個(gè)位計(jì)數(shù)、N9作為十位計(jì)數(shù)。由個(gè)位計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)到QDQCQBQA=1001時(shí)進(jìn)入下一輪的循環(huán)計(jì)數(shù)，此時(shí)輸出端RCO進(jìn)位輸出一個(gè)高電平（即十位計(jì)數(shù)器的輸入時(shí)鐘脈沖），使十位計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)1，如此循環(huán)，兩個(gè)計(jì)數(shù)器最多可實(shí)現(xiàn)99個(gè)計(jì)數(shù)，但由于試驗(yàn)箱及發(fā)火頭工裝等限制，只需要設(shè)計(jì)52個(gè)通道即可，所以需要在計(jì)數(shù)52之后進(jìn)行清零復(fù)位。根據(jù)芯片特點(diǎn)，在個(gè)位計(jì)數(shù)為3（QDQCQBQA=0011），十位計(jì)數(shù)為5（QDQCQBQA=0101）時(shí)，對(duì)2個(gè)芯片進(jìn)行清零，用一個(gè)四與非門(mén)即可實(shí)現(xiàn)，如圖所示進(jìn)行連接。

2.2.3 52通道驅(qū)動(dòng)及開(kāi)關(guān)電路

52通道驅(qū)動(dòng)及開(kāi)關(guān)電路如圖5、圖6所示。52個(gè)通道的選通設(shè)計(jì)采用6片十六選一模擬開(kāi)關(guān)芯片CD4067，其輸入端DCBA對(duì)應(yīng)由74LS160個(gè)位計(jì)數(shù)器輸出端QDQCQBQA輸入，其片選控制由74LS160

十位計(jì)數(shù)器輸出端信號(hào)經(jīng)一個(gè)三-八譯碼器譯碼輸出而得，每個(gè)譯碼分別對(duì)應(yīng)一片相應(yīng)CD4067，最終實(shí)現(xiàn)輸出52個(gè)通道驅(qū)動(dòng)信號(hào)G1～G52，52個(gè)驅(qū)動(dòng)信號(hào)分別去控制Q1～Q52的功率場(chǎng)效應(yīng)管，以實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的通道接通。

2.2.4 通道顯示電路

顯示電路如圖7所示。該電路是直接將計(jì)數(shù)器的個(gè)位和十位輸出信號(hào)輸入到2片BCD碼-七段碼譯碼器CD4511的輸入端，轉(zhuǎn)換為數(shù)碼管輸入，最終顯示出相應(yīng)的通道數(shù)。

3 操作流程

該測(cè)試裝置配備了4個(gè)工裝，即同時(shí)可以裝夾208個(gè)發(fā)火頭。先將發(fā)火頭有序的裝入工裝，每次將一個(gè)工裝裝入試驗(yàn)箱，用測(cè)試電纜將工裝和測(cè)試裝置連接好，準(zhǔn)備好點(diǎn)火引爆電源，開(kāi)測(cè)試裝置電源，待試驗(yàn)箱溫度達(dá)到要求即可進(jìn)行有序測(cè)試，測(cè)試過(guò)程中，需要隨時(shí)關(guān)注試驗(yàn)箱溫度，若溫度不能滿(mǎn)足要求，需要停止點(diǎn)火測(cè)試，作適當(dāng)?shù)牡却?。?2個(gè)發(fā)火頭測(cè)試完成后，開(kāi)啟試驗(yàn)箱門(mén)，只需要更換工裝即可進(jìn)行下一輪測(cè)試。

4 結(jié)束語(yǔ)

本文所設(shè)計(jì)的52通道順序選通裝置已在我公司火工組發(fā)火頭測(cè)試中得到成功應(yīng)用，效果良好[3]。在發(fā)火頭安裝的工裝設(shè)計(jì)上，由于低溫和裝卸靈活方面，材料和接觸鉗有待進(jìn)一步提高和完善。

參考文獻(xiàn)

[1] 姚忠文.《ZSB-46方案設(shè)計(jì)報(bào)告》.貴州梅嶺電源有限公司，2013.

[2] 54LS160/74LS160 LSTTL 型同步十進(jìn)制計(jì)數(shù)器（直接清零）871廠(chǎng) 2005.1 版.

[3] 李秉明.《ZSB-46研制總結(jié)報(bào)告》.貴州梅嶺電源有限公司，2013.

（作者單位：貴州梅嶺電源有限公司）