基于FPGA双振荡电路定时器的设计

郭名君，王康谊，姜华杰

（中北大学信息与通信工程学院 山西太原 030051）

0 引言

开掘隧道、采矿、修水库等一些大型工程的施工中，需要使用大量装有延时雷管的炸药进行爆破。而为达到理想爆破效果，经常是按预定的时间间隔和次序连续引爆，因此要求引爆装置有很高的抗冲击性和高精度定时。早期的爆破作业中，一般都是采用延时药爆破作业，经常使用大量装有延时雷管的炸药进行爆破，这种技术对冲击过载不敏感，具有较高的作用可靠性，很少出现不发火现象，但是在精度上存在很大的误差，普通毫秒延期导爆管雷管其平均误差29.5%左右。

近年来，随着电子技术的快速发展，美国、日本以及欧洲国家已经开始采用集成化的电子定时技术来控制雷管的起爆时序，这就需要设计出一种既能满足高抗冲击性能和高精度的定时器，来提高延时雷管的起爆精度和作用可靠性。电子定时技术的关键环节是作为定时基准的振荡器，而振荡器中以晶体振荡器精度较高，但是它的耐冲击性差，受到连续的爆炸作用容易发生损坏。随着电子技术发展的要求，定时器的小型化、模块化、通用化的要求也越来越重要，FPGA可以很好地满足这些要求。本文就是针对高抗冲击性能和高精度的定时器，提出了一种基于FPGA的双振荡定时器的设计方法。

1 定时器设计原理

1.1 爆破环境分析

炸药的种类多，主要分为起爆炸药和主要炸药两类。起爆炸药是一种爆炸速度极快的烈性炸药，爆速可达2 000～8 000 m/s，用以制造雷管。……