[发明专利]一种应用于半实物仿真实验中帧同步的实现方法

说明书

技术领域

本发明属于半实物仿真实验的技术领域。

背景技术

半实物仿真实验中，通常由以下几个部分组成，用于生成图像信号源的视景仿真机，图像信号源通常通常通过HDMI，VGA，DVI等接口传输到目标模拟器中，目标模拟器的电路控制系统会有相应的芯片对得到的图像信号进行处理，然后目标模拟器将图像通过准直光学系统以平行光出射，投射到无穷远。在半实物仿真实验中，还存在处理图像信号的方法。首先在视景仿真机中生成仿真实验中所需要的图片，然后将这些图片存储到目标模拟器的内存中，若是图片数量巨大，则需要为目标模拟器配置大容量的硬盘，将图片存储到目标模拟器的硬盘中，若是仿真静态目标，直接利用目标模拟器对其进行投影即可。若是仿真动态目标，在目标模拟器中设置刷新帧频，对每帧图片进行投影。

在半实物仿真实验中，仿真目标经过目标模拟器进行投影，出射到无穷远。以航空相机地面测试系统为例，航空相机将会对仿真目标进行拍摄。

若需要达到超高精度的仿真，则需要航空相机对目标模拟器所投影的每一帧图像进行拍摄。即对应于目标模拟器投影的每一帧图像，航空相机都要对其进行一次曝光拍照。如何在目标模拟器的投影和航空相机的曝光拍照达到帧同步，是一个技术难点。

发明内容

本发明的目的是提供一种应用于半实物仿真实验中帧同步的实现方法，是为了解决在高精度仿真实验中目标模拟器的投影与航空相机拍照过程中难以达到每帧图片都达到精确同步的的问题。

所述的目的是通过以下方案实现的：所述的一种应用于半实物仿真实验中帧同步的实现方法，它的方法步骤为：

步骤一：将目标模拟器中视频信号处理芯片的帧同步信号、目标模拟器电路电源+Vpp和目标模拟器电路地都飞线引出；

步骤二：将视频信号处理芯片的帧同步信号通过电阻R1输入到运算放大器A1的反向输入端内，同时帧同步信号通过电阻R1、电阻Rf输入到光耦A2中的发光二极管的正极端内，运算放大器A1的正向输入端通过电阻R2接目标模拟器电路地；运算放大器A1的输出端接光耦A2中的发光二极管的负极端，光耦A2中的光敏三极管的集电极接目标模拟器电路电源+Vpp端，光耦A2中的光敏三极管的发射极通过电阻R3接地；

步骤三：将光耦A2中的光敏三极管的发射极端输出的触发信号输入到CCD相机的曝光拍照触发输入端内；使CCD相机的曝光拍照触发输入端时实接收到目标模拟器中视频信号处理的芯片输出的帧同步信号。

本发明能有效的完成仿真实验中帧同步的难题，使得目标模拟器与目标接收装置达到精确的帧同步效果，有效提升了仿真精度，减少了搭建仿真链路的空间，同时可以减少不必要的帧对准装置，使得仿真实验可以顺利的进行。

附图说明

图1是本发明方法中涉及的电路结构示意图。

具体实施方式

具体实施方式一：结合图1所示，说明本实施方式的技术方案，它的方法步骤为：

步骤一：将目标模拟器中视频信号处理芯片的帧同步信号、目标模拟器电路电源+Vpp和目标模拟器电路地都飞线引出；

步骤二：将视频信号处理芯片的帧同步信号通过电阻R1输入到运算放大器A1的反向输入端内，同时帧同步信号通过电阻R1、电阻Rf输入到光耦A2中的发光二极管的正极端内，运算放大器A1的正向输入端通过电阻R2接目标模拟器电路地；运算放大器A1的输出端接光耦A2中的发光二极管的负极端，光耦A2中的光敏三极管的集电极接目标模拟器电路电源+Vpp端，光耦A2中的光敏三极管的发射极通过电阻R3接地；

步骤三：将光耦A2中的光敏三极管的发射极端输出的触发信号输入到CCD相机的曝光拍照触发输入端内；使CCD相机的曝光拍照触发输入端时实接收到目标模拟器中视频信号处理的芯片输出的帧同步信号。

本技术方案中涉及到的视频信号处理芯片的型号为TFP401；运算放大器的型号为uA741；光耦的型号为6N137。

工作原理：视频信号处理芯片的帧同步信号以100hz的频率输出；运算放大器A1的同相输入端口接地，形成一个方向输入放大电路。光耦A2的发光二极管接入了反向支路中。根据虚短、续断：

i_F＝i_i＝u_i/R₁；

说明电流只和电压Ui有关，并且他们之间是线性的关系。只需要通过合理控制R1的大小，便可使光耦A2处于线性阶段。同时，三极管集电极加反偏电压，使之可正常地在线性区域工作。便可实现模拟信号隔离传输。电路的放大系数非常好控制，为：

这个电路中，比较重要的器件是6N137光耦合器。光耦合器的优点是信号单向传输，输入端与输出端完全实现了电气隔离，输出信号对输入端无影响，抗干扰能力强，工作稳定，无触点，使用寿命长，传输效率高。但是光耦合器组成的输入电路存在非线性区域，发光二极管存在死区电压，而且受温度的影响较大，导致输入、输出关系漂移，因此光耦合器作模拟信号隔离的时候存在较大问题。我们在使用光耦合器处理、传输信号的时候，需要保证光耦合器工作在其线性范围之内，满足对模拟信号的要求。