強(qiáng)噪聲背景下多普勒信號(hào)的調(diào)理電路的制作方法
【專利說(shuō)明】強(qiáng)噪聲背景下多普勒信號(hào)的調(diào)理電路
[0001]
技術(shù)領(lǐng)域
[0002]本發(fā)明涉及雷達(dá)測(cè)速傳感器領(lǐng)域，更具體的說(shuō)，本發(fā)明涉及一種強(qiáng)噪聲背景下多普勒信號(hào)的調(diào)理電路。
【背景技術(shù)】
[0003]由于缺乏系統(tǒng)研究和關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)，我國(guó)列車(chē)測(cè)速系統(tǒng)主要采用傳統(tǒng)測(cè)速方法，高性能列車(chē)測(cè)速儀器長(zhǎng)期被歐美和日本等先進(jìn)國(guó)家壟斷，儀器價(jià)格昂貴、器件維修、技術(shù)服務(wù)缺乏保證，行業(yè)應(yīng)用成本很高。雷達(dá)測(cè)速儀器在機(jī)車(chē)行駛過(guò)程中，由于振動(dòng)、環(huán)境變化等因素影響，多普勒信號(hào)將受到各種噪聲的干擾，從強(qiáng)噪聲中提取高信噪比的有用信號(hào)，對(duì)于后級(jí)的信號(hào)處理是至關(guān)重要的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明目的是在強(qiáng)噪聲干擾的環(huán)境下，提供一種獲得高信噪比多普勒信號(hào)的調(diào)理電路，是實(shí)時(shí)、高精度、高穩(wěn)定性速度測(cè)量的先決條件。
[0005]本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是:
一種強(qiáng)噪聲背景下多普勒信號(hào)的調(diào)理電路，其特征在于:包括有前置放大單元、實(shí)時(shí)故障檢測(cè)單元、信號(hào)濾波單元，其中信號(hào)濾波單元包括雙天線工作模式下的濾波調(diào)理電路和單天線工作模式下的自適應(yīng)濾波調(diào)理電路，雷達(dá)天線分別與前置放大單元、實(shí)時(shí)故障檢測(cè)單元的信號(hào)輸入端連接，前置放大單元的信號(hào)輸出端與信號(hào)濾波單元的信號(hào)輸入端連接，信號(hào)濾波單元、實(shí)時(shí)故障檢測(cè)單元的信號(hào)輸出端與信號(hào)處理單元的信號(hào)輸入端連接，信號(hào)處理單元的信號(hào)輸出端連接通信與外部接口 ；雷達(dá)天線輸出的微弱多普勒信號(hào)首先經(jīng)過(guò)前置放大單元，同時(shí)實(shí)時(shí)檢測(cè)雷達(dá)天線的工作狀態(tài)，信號(hào)放大后進(jìn)一步做濾波調(diào)理，再送入后級(jí)作采樣和運(yùn)算處理。
[0006]所述的一種強(qiáng)噪聲背景下多普勒信號(hào)的調(diào)理電路，其特征在于所述的前置放大單元的電路為:多普勒I信號(hào)接電容Cl，電容Cl的另一端接儀表放大器U2的I腳和運(yùn)算放大器UlC的10腳，同時(shí)接下拉電阻R13，運(yùn)算放大器UlC的8、9腳相連做電壓跟隨器，運(yùn)算放大器UlC的8腳接電阻R5，電阻R5的另一端接運(yùn)算放大器UlB的6腳，運(yùn)算放大器UlB的6腳經(jīng)過(guò)電阻R6接運(yùn)算放大器UlB的7腳做反向比例，同時(shí)運(yùn)算放大器UlB的7腳接儀表放大器U2的16腳；多普勒Q信號(hào)接電容C2，電容C2的另一端接儀表放大器U2的2、15腳，同時(shí)接下拉電阻R19 ;儀表放大器U2的3、4腳之間接電阻R14 ;儀表放大器U2的5、12腳接地；儀表放大器U2的6、7腳接多普勒信號(hào)A路放大輸出，到信號(hào)濾波單元做進(jìn)一步處理；儀表放大器U2的8腳接-5V電源，同時(shí)接濾波電容C7、Cll ;儀表放大器U2的9腳接+5V電源，同時(shí)接濾波電容C8、C12 ;儀表放大器U2的10、11腳接多普勒信號(hào)B路放大輸出，到信號(hào)濾波單元做進(jìn)一步處理；儀表放大器U2的13、14腳之間接電阻R15。
[0007]所述的一種強(qiáng)噪聲背景下多普勒信號(hào)的調(diào)理電路，其特征在于所述的實(shí)時(shí)故障檢測(cè)單元的電路為:多普勒I信號(hào)接電阻R7，電阻R7的另一端接濾波電容C15，同時(shí)接運(yùn)算放大器UlA的2腳；運(yùn)算放大器UlA的3腳與運(yùn)算放大器UlD的12腳相連，并接分壓電阻R16到地，同時(shí)接分壓電阻R9到-5V ;運(yùn)算放大器UlA的4腳接+5V電源，同時(shí)接濾波電容C3、C9 ;運(yùn)算放大器UlA的11腳接-5V電源，同時(shí)接濾波電容C4、ClO ;運(yùn)算放大器UlA的I腳接分壓電阻R17，電阻R17接分壓電阻RlI，同時(shí)接三極管Ql的基極；多普勒Q信號(hào)接電阻R10，電阻RlO的另一端接濾波電容C16，同時(shí)接運(yùn)算放大器UlD的12腳；運(yùn)算放大器UlD的14腳接分壓電阻R18，分壓電阻R18接分壓電阻R12，同時(shí)接三極管Q2的基極；三極管Q2的發(fā)射極接地，三極管Q2的集電極接三極管Ql的發(fā)射極，三極管Ql的集電極接上拉電阻R8到+5V，同時(shí)接輸出到信號(hào)處理單元。
[0008]所述的一種強(qiáng)噪聲背景下多普勒信號(hào)的調(diào)理電路，其特征在于所述的雙天線工作模式下的濾波調(diào)理電路為:D0P-_0UT輸出接電容C96，電容C96另一端通過(guò)電阻R9接到運(yùn)算放大器U7A的2腳，運(yùn)算放大器U7A的3腳接地，運(yùn)算放大器U7A的2腳通過(guò)電阻Rl2和電容Cl 12接到運(yùn)算放大器U7A的I腳；運(yùn)算放大器U7A的4腳接+5V電源，同時(shí)接濾波電容C10、C76 ;運(yùn)算放大器U7A的11腳接-5V電源，同時(shí)接濾波電容Cll、C77 ;運(yùn)算放大器U7A的I腳接電阻R58，電阻R58的另一端接電阻R60，同時(shí)接電容C121到運(yùn)算放大器U7B的6腳；電阻R60的另一端接濾波電容C122，同時(shí)接運(yùn)算放大器U7B的5腳；運(yùn)算放大器U7B的6、7腳相連，同時(shí)信號(hào)輸出到信號(hào)處理單元用于AD采樣；D0P+_0UT輸出接電容C95，電容C95的另一端接電阻R10，電阻RlO的另一端接運(yùn)算放大器UlOB的6腳，同時(shí)接電阻Rll和電容Clll ;運(yùn)算放大器UlOB的5腳接地；運(yùn)算放大器UlOB的7腳接電阻Rll和電容C111，同時(shí)接電阻R3 ;運(yùn)算放大器UlOA的3腳接電阻R3的另一端，同時(shí)接電位器VRl的1、2腳，電位器VRl的3腳接地；運(yùn)算放大器UlOA的2腳接電阻R17到地，同時(shí)接電阻R18到運(yùn)算放大器UlOA的I腳；運(yùn)算放大器UlOA的4腳接-5V電源，同時(shí)接濾波電容C13、C79 ;運(yùn)算放大器UlOA的8腳接+5V電源，同時(shí)接濾波電容C12、C78 ;運(yùn)算放大器UlOA的I腳接電阻R61，電阻R61的另一端接電阻R63，同時(shí)接電容C123到運(yùn)算放大器UllA的2腳；電阻R63的另一端接濾波電容C124，同時(shí)接運(yùn)算放大器UllA的3腳；運(yùn)算放大器UllA的4腳接-5V電源，同時(shí)接濾波電容C16、C81 ;運(yùn)算放大器UllA的8腳接+5V電源，同時(shí)接濾波電容C15、C80 ;運(yùn)算放大器UllA的1、2腳相連，同時(shí)信號(hào)輸出到信號(hào)處理單元用于AD采樣。
[0009]所述的一種強(qiáng)噪聲背景下多普勒信號(hào)的調(diào)理電路，其特征在于所述的單天線工作模式下的自適應(yīng)濾波調(diào)理電路為:運(yùn)算放大器UlOA的I腳接電阻R93，電阻R93的另一端接運(yùn)算放大器U8B的5腳，運(yùn)算放大器U8B的6、7腳相連后接到貝塞爾低通濾波器U13的2腳；貝塞爾低通濾波器U13的3、5、11腳接地；貝塞爾低通濾波器U13的4腳通過(guò)電阻R80接+5V電源，同時(shí)+5V接二極管D3和電容C27 ;貝塞爾低通濾波器U13的14腳通過(guò)電阻R77接-5V電源，同時(shí)-5V接二極管Dl和電容C14 ;貝塞爾低通濾波器U13的8、16腳相連；貝塞爾低通濾波器U13的12腳接信號(hào)處理單元的CLK ;貝塞爾低通濾波器U13的9腳接電阻R70，電阻R70的另一端通過(guò)電容C129接運(yùn)算放大器U8A的2腳，同時(shí)接電阻R71 ；電阻R71的另一端接濾波電容C130，同時(shí)接運(yùn)算放大器U8A的3腳；運(yùn)算放大器U8A的4腳接+5V電源，同時(shí)接濾波電容C7、C86 ;運(yùn)算放大器U8A的8腳接-5V電源，同時(shí)接濾波電容C28、C87 ;運(yùn)算放大器U8A的1、2腳相連，同時(shí)信號(hào)輸出到信號(hào)處理單元用于AD采樣。
[0010]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比的有益效果:
1)在多普勒信號(hào)的前置放大中采用高輸入阻抗、高共模抑制比的儀表放大器，提高了強(qiáng)噪聲背景下多普勒信號(hào)的質(zhì)量；
2)采用正交雙通道處理技術(shù)，在提高速度測(cè)量精度的同時(shí)，可實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)方向的判別；
3)采用實(shí)時(shí)故障檢測(cè)技術(shù)，根據(jù)雷達(dá)天線的工作狀態(tài)，自適應(yīng)選擇合適的工作模式；
4)雙天線工作模式下，前端用一階反相高通濾波器濾除低頻干擾，后端用二階低通巴特沃斯濾波器，有效濾除高頻干擾，且起到了抗混疊作用；通過(guò)可變?cè)鲆娴驮肼暦糯笃魇沟脙陕范嗥绽招盘?hào)幅值大小匹配，降低信號(hào)幅度對(duì)信號(hào)測(cè)量精度的影響；
5)單天線工作模式下，采用低通多階貝塞爾低通濾波器，實(shí)現(xiàn)了信號(hào)頻率的自適應(yīng)處理，大大提高信號(hào)的質(zhì)量，提升速度測(cè)量的精度。
[0011]【附圖說(shuō)明】:
圖1是強(qiáng)噪聲背景下多普勒信號(hào)的調(diào)理電路的結(jié)構(gòu)框圖。