強噪聲背景下多普勒信號的調理電路的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及雷達測速傳感器領域，更具體的說，本實用新型涉及一種強噪聲背景下多普勒信號的調理電路。
【背景技術】
[0002]由于缺乏系統研究和關鍵技術攻關，我國列車測速系統主要采用傳統測速方法，高性能列車測速儀器長期被歐美和日本等先進國家壟斷，儀器價格昂貴、器件維修、技術服務缺乏保證，行業(yè)應用成本很高。雷達測速儀器在機車行駛過程中，由于振動、環(huán)境變化等因素影響，多普勒信號將受到各種噪聲的干擾，從強噪聲中提取高信噪比的有用信號，對于后級的信號處理是至關重要的。
【實用新型內容】
[0003]本實用新型目的是在強噪聲干擾的環(huán)境下，提供一種獲得高信噪比多普勒信號的調理電路，是實時、高精度、高穩(wěn)定性速度測量的先決條件。
[0004]本實用新型解決其技術問題所采用的技術方案是:
[0005]—種強噪聲背景下多普勒信號的調理電路，其特征在于:包括有前置放大單元、實時故障檢測單元、信號濾波單元，其中信號濾波單元包括雙天線工作模式下的濾波調理電路和單天線工作模式下的自適應濾波調理電路，雷達天線分別與前置放大單元、實時故障檢測單元的信號輸入端連接，前置放大單元的信號輸出端與信號濾波單元的信號輸入端連接，信號濾波單元、實時故障檢測單元的信號輸出端與信號處理單元的信號輸入端連接，信號處理單元的信號輸出端連接通信與外部接口 ；雷達天線輸出的微弱多普勒信號首先經過前置放大單元，同時實時檢測雷達天線的工作狀態(tài)，信號放大后進一步做濾波調理，再送入后級作采樣和運算處理。
[0006]所述的一種強噪聲背景下多普勒信號的調理電路，其特征在于所述的前置放大單元的電路為:多普勒I信號接電容Cl，電容Cl的另一端接儀表放大器U2的I腳和運算放大器UlC的10腳，同時接下拉電阻R13，運算放大器UlC的8、9腳相連做電壓跟隨器，運算放大器UlC的8腳接電阻R5，電阻R5的另一端接運算放大器UlB的6腳，運算放大器UlB的6腳經過電阻R6接運算放大器UlB的7腳做反向比例，同時運算放大器UlB的7腳接儀表放大器U2的16腳；多普勒Q信號接電容C2，電容C2的另一端接儀表放大器U2的2、15腳，同時接下拉電阻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A路放大輸出，到信號濾波單元做進一步處理；儀表放大器U2的8腳接-5V電源，同時接濾波電容C7、C11 ;儀表放大器U2的9腳接+5V電源，同時接濾波電容C8、C12 ;儀表放大器U2的10、11腳接多普勒信號B路放大輸出，到信號濾波單元做進一步處理；儀表放大器U2的13、14腳之間接電阻R15。
[0007]所述的一種強噪聲背景下多普勒信號的調理電路，其特征在于所述的實時故障檢測單元的電路為:多普勒I信號接電阻R7，電阻R7的另一端接濾波電容C15，同時接運算放大器UlA的2腳；運算放大器UlA的3腳與運算放大器UlD的12腳相連，并接分壓電阻R16到地，同時接分壓電阻R9到-5V ;運算放大器UlA的4腳接+5V電源，同時接濾波電容C3、C9 ;運算放大器UlA的11腳接-5V電源，同時接濾波電容C4、ClO ;運算放大器UlA的I腳接分壓電阻R17，電阻R17接分壓電阻RlI，同時接三極管Ql的基極；多普勒Q信號接電阻R10，電阻RlO的另一端接濾波電容C16，同時接運算放大器UlD的12腳；運算放大器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，同時接輸出到信號處理單元。
[0008]所述的一種強噪聲背景下多普勒信號的調理電路，其特征在于所述的雙天線工作模式下的濾波調理電路為:D0P-_0UT輸出接電容C96，電容C96另一端通過電阻R9接到運算放大器U7A的2腳，運算放大器U7A的3腳接地，運算放大器U7A的2腳通過電阻Rl2和電容Cl 12接到運算放大器U7A的I腳；運算放大器U7A的4腳接+5V電源，同時接濾波電容C10、C76 ;運算放大器U7A的11腳接-5V電源，同時接濾波電容C11、C77 ;運算放大器U7A的I腳接電阻R58，電阻R58的另一端接電阻R60，同時接電容C121到運算放大器U7B的6腳；電阻R60的另一端接濾波電容C122，同時接運算放大器U7B的5腳；運算放大器U7B的6、7腳相連，同時信號輸出到信號處理單元用于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的另一端接運算放大器UlOB的6腳，同時接電阻Rll和電容Clll ;運算放大器UlOB的5腳接地；運算放大器UlOB的7腳接電阻Rll和電容C111，同時接電阻R3 ;運算放大器UlOA的3腳接電阻R3的另一端，同時接電位器VRl的1、2腳，電位器VRl的3腳接地；運算放大器UlOA的2腳接電阻R17到地，同時接電阻R18到運算放大器UlOA的I腳；運算放大器UlOA的4腳接-5V電源，同時接濾波電容C13、C79 ;運算放大器UlOA的8腳接+5V電源，同時接濾波電容C12、C78 ;運算放大器UlOA的I腳接電阻R61，電阻R61的另一端接電阻R63，同時接電容C123到運算放大器UllA的2腳；電阻R63的另一端接濾波電容C124，同時接運算放大器UllA的3腳；運算放大器UllA的4腳接-5V電源，同時接濾波電容C16、C81 ;運算放大器UllA的8腳接+5V電源，同時接濾波電容C15、C80 ;運算放大器UllA的1、2腳相連，同時信號輸出到信號處理單元用于AD采樣。
[0009]所述的一種強噪聲背景下多普勒信號的調理電路，其特征在于所述的單天線工作模式下的自適應濾波調理電路為:運算放大器UlOA的I腳接電阻R93，電阻R93的另一端接運算放大器U8B的5腳，運算放大器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腳通過電阻R80接+5V電源，同時+5V接二極管D3和電容C27 ;貝塞爾低通濾波器U13的14腳通過電阻R77接-5V電源，同時-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的另一端通過電容C129接運算放大器U8A的2腳，同時接電阻R71 ；電阻R71的另一端接濾波電容C130，同時接運算放大器U8A的3腳；運算放大器U8A的4腳接+5V電源，同時接濾波電容C7、C86 ;運算放大器U8A的8腳接-5V電源，同時接濾波電容C28、C87 ;運算放大器U8A的1、2腳相連，同時信號輸出到信號處理單元用于AD采樣。
[0010]本實用新型與現有技術相比的有益效果:
[0011]I)在多普勒信號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，提高了強噪聲背景下多普勒信號的質量；
[0012]2)采用正交雙通道處理技術，在提高速度測量精度的同時，可實現運動方向的判別；
[0013]3)采用實時故障檢測技術，根據雷達天線的工作狀態(tài)，自適應選擇合適的工作模式；
[0014]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；通過可變增益低噪聲放大器使得兩路多普勒信號幅值大小匹配，降低信號幅度對信號測量精度的影響；
[0015]5)單天線工作模式下，采用低通多階貝塞爾低通濾波器，實現了信號頻率的自適應處理，大大提高信號的質量，提升速度測量的精度。
【附圖說明】
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[0016]圖1是強噪聲背景下多普勒信號的調理電路的結構框圖。
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