基于FPGA的火工品电子模拟测试系统设计
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1.中国人民解放军91550部队;2.中北大学中北大学电子测试技术国家重点实验室太原

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国家自然科学基金资助项目(51705475)


Design of Electronic Simulation Test System for Pyrotechnics Based on FPGA
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    摘要:

    为解决火工品真实测试中的安全风险与操作限制,设计基于FPGA的电子模拟测试系统,替代真实火工品验证电气系统发火能力。系统采用光继电器(OPR)与FPGA协同控制电阻网络切换,集成霍尔电流传感器(HCS)实现桥路电流检测;创新性引入双速率采样机制(未达起爆阈值时1 kHz采样,起爆后自动切换至100 kHz高速采样),优化数据存储效率;测试数据通过千兆以太网实时上传至上位机并同步存储于Flash。测试表明:系统桥路阻值配置相对误差低于0.8%,电流测量精度优于0.1 A,独立电压通道精度达0.005 V,高速采样响应准确,满足火工品测试场景的精度与安全性需求。

    Abstract:

    To address safety risks and operational limitations in real-world testing of pyrotechnic devices, an FPGA-based electronic simulation testing system was developed to validate electrical ignition capabilities without physical explosives. The system employed optical power relays (OPR) coordinated with FPGA for resistor network switching, integrated Hall effect current sensors (HCS) for bridge current detection, and incorporated a dual-rate sampling mechanism (1 kHz during pre-ignition, auto-switching to 100 kHz post-ignition) to optimize data storage efficiency. Test data was transmitted in real-time via Gigabit Ethernet to a host computer while synchronously stored in Flash memory. Experimental results demonstrated a resistance configuration relative error below 0.8%, current measurement accuracy exceeding 0.1 A, independent voltage channel precision of 0.005 V, and accurate high-speed sampling response, meeting the precision and safety requirements for pyrotechnic testing applications.

    参考文献
    相似文献
    引证文献
引用本文

邹伟,郑伟华,国胜,洪应平.基于FPGA的火工品电子模拟测试系统设计计算机测量与控制[J].,2026,34(6):147-155.

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  • 收稿日期:2025-12-03
  • 最后修改日期:2026-01-10
  • 录用日期:2026-01-14
  • 在线发布日期: 2026-06-25
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