强噪声背景下多普勒信号的调理电路的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及雷达测速传感器领域，更具体的说，本实用新型涉及一种强噪声背景下多普勒信号的调理电路。
【背景技术】
[0002]由于缺乏系统研究和关键技术攻关，我国列车测速系统主要采用传统测速方法，高性能列车测速仪器长期被欧美和日本等先进国家垄断，仪器价格昂贵、器件维修、技术服务缺乏保证，行业应用成本很高。雷达测速仪器在机车行驶过程中，由于振动、环境变化等因素影响，多普勒信号将受到各种噪声的干扰，从强噪声中提取高信噪比的有用信号，对于后级的信号处理是至关重要的。
【实用新型内容】
[0003]本实用新型目的是在强噪声干扰的环境下，提供一种获得高信噪比多普勒信号的调理电路，是实时、高精度、高稳定性速度测量的先决条件。
[0004]本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是:
[0005]—种强噪声背景下多普勒信号的调理电路，其特征在于:包括有前置放大单元、实时故障检测单元、信号滤波单元，其中信号滤波单元包括双天线工作模式下的滤波调理电路和单天线工作模式下的自适应滤波调理电路，雷达天线分别与前置放大单元、实时故障检测单元的信号输入端连接，前置放大单元的信号输出端与信号滤波单元的信号输入端连接，信号滤波单元、实时故障检测单元的信号输出端与信号处理单元的信号输入端连接，信号处理单元的信号输出端连接通信与外部接口 ；雷达天线输出的微弱多普勒信号首先经过前置放大单元，同时实时检测雷达天线的工作状态，信号放大后进一步做滤波调理，再送入后级作采样和运算处理。
[0006]所述的一种强噪声背景下多普勒信号的调理电路，其特征在于所述的前置放大单元的电路为:多普勒I信号接电容Cl，电容Cl的另一端接仪表放大器U2的I脚和运算放大器UlC的10脚，同时接下拉电阻R13，运算放大器UlC的8、9脚相连做电压跟随器，运算放大器UlC的8脚接电阻R5，电阻R5的另一端接运算放大器UlB的6脚，运算放大器UlB的6脚经过电阻R6接运算放大器UlB的7脚做反向比例，同时运算放大器UlB的7脚接仪表放大器U2的16脚；多普勒Q信号接电容C2，电容C2的另一端接仪表放大器U2的2、15脚，同时接下拉电阻R19 ;仪表放大器U2的3、4脚之间接电阻R14 ;仪表放大器U2的5、12脚接地；仪表放大器U2的6、7脚接多普勒信号A路放大输出，到信号滤波单元做进一步处理；仪表放大器U2的8脚接-5V电源，同时接滤波电容C7、C11 ;仪表放大器U2的9脚接+5V电源，同时接滤波电容C8、C12 ;仪表放大器U2的10、11脚接多普勒信号B路放大输出，到信号滤波单元做进一步处理；仪表放大器U2的13、14脚之间接电阻R15。
[0007]所述的一种强噪声背景下多普勒信号的调理电路，其特征在于所述的实时故障检测单元的电路为:多普勒I信号接电阻R7，电阻R7的另一端接滤波电容C15，同时接运算放大器UlA的2脚；运算放大器UlA的3脚与运算放大器UlD的12脚相连，并接分压电阻R16到地，同时接分压电阻R9到-5V ;运算放大器UlA的4脚接+5V电源，同时接滤波电容C3、C9 ;运算放大器UlA的11脚接-5V电源，同时接滤波电容C4、ClO ;运算放大器UlA的I脚接分压电阻R17，电阻R17接分压电阻RlI，同时接三极管Ql的基极；多普勒Q信号接电阻R10，电阻RlO的另一端接滤波电容C16，同时接运算放大器UlD的12脚；运算放大器UlD的14脚接分压电阻R18，分压电阻R18接分压电阻R12，同时接三极管Q2的基极；三极管Q2的发射极接地，三极管Q2的集电极接三极管Ql的发射极，三极管Ql的集电极接上拉电阻R8到+5V，同时接输出到信号处理单元。
[0008]所述的一种强噪声背景下多普勒信号的调理电路，其特征在于所述的双天线工作模式下的滤波调理电路为:D0P-_0UT输出接电容C96，电容C96另一端通过电阻R9接到运算放大器U7A的2脚，运算放大器U7A的3脚接地，运算放大器U7A的2脚通过电阻Rl2和电容Cl 12接到运算放大器U7A的I脚；运算放大器U7A的4脚接+5V电源，同时接滤波电容C10、C76 ;运算放大器U7A的11脚接-5V电源，同时接滤波电容C11、C77 ;运算放大器U7A的I脚接电阻R58，电阻R58的另一端接电阻R60，同时接电容C121到运算放大器U7B的6脚；电阻R60的另一端接滤波电容C122，同时接运算放大器U7B的5脚；运算放大器U7B的6、7脚相连，同时信号输出到信号处理单元用于AD采样；D0P+_0UT输出接电容C95，电容C95的另一端接电阻R10，电阻RlO的另一端接运算放大器UlOB的6脚，同时接电阻Rll和电容Clll ;运算放大器UlOB的5脚接地；运算放大器UlOB的7脚接电阻Rll和电容C111，同时接电阻R3 ;运算放大器UlOA的3脚接电阻R3的另一端，同时接电位器VRl的1、2脚，电位器VRl的3脚接地；运算放大器UlOA的2脚接电阻R17到地，同时接电阻R18到运算放大器UlOA的I脚；运算放大器UlOA的4脚接-5V电源，同时接滤波电容C13、C79 ;运算放大器UlOA的8脚接+5V电源，同时接滤波电容C12、C78 ;运算放大器UlOA的I脚接电阻R61，电阻R61的另一端接电阻R63，同时接电容C123到运算放大器UllA的2脚；电阻R63的另一端接滤波电容C124，同时接运算放大器UllA的3脚；运算放大器UllA的4脚接-5V电源，同时接滤波电容C16、C81 ;运算放大器UllA的8脚接+5V电源，同时接滤波电容C15、C80 ;运算放大器UllA的1、2脚相连，同时信号输出到信号处理单元用于AD采样。
[0009]所述的一种强噪声背景下多普勒信号的调理电路，其特征在于所述的单天线工作模式下的自适应滤波调理电路为:运算放大器UlOA的I脚接电阻R93，电阻R93的另一端接运算放大器U8B的5脚，运算放大器U8B的6、7脚相连后接到贝塞尔低通滤波器U13的2脚；贝塞尔低通滤波器U13的3、5、11脚接地；贝塞尔低通滤波器U13的4脚通过电阻R80接+5V电源，同时+5V接二极管D3和电容C27 ;贝塞尔低通滤波器U13的14脚通过电阻R77接-5V电源，同时-5V接二极管Dl和电容C14 ;贝塞尔低通滤波器U13的8、16脚相连；贝塞尔低通滤波器U13的12脚接信号处理单元的CLK ;贝塞尔低通滤波器U13的9脚接电阻R70，电阻R70的另一端通过电容C129接运算放大器U8A的2脚，同时接电阻R71 ；电阻R71的另一端接滤波电容C130，同时接运算放大器U8A的3脚；运算放大器U8A的4脚接+5V电源，同时接滤波电容C7、C86 ;运算放大器U8A的8脚接-5V电源，同时接滤波电容C28、C87 ;运算放大器U8A的1、2脚相连，同时信号输出到信号处理单元用于AD采样。
[0010]本实用新型与现有技术相比的有益效果:
[0011]I)在多普勒信号的前置放大中采用高输入阻抗、高共模抑制比的仪表放大器，提高了强噪声背景下多普勒信号的质量；
[0012]2)采用正交双通道处理技术，在提高速度测量精度的同时，可实现运动方向的判别；
[0013]3)采用实时故障检测技术，根据雷达天线的工作状态，自适应选择合适的工作模式；
[0014]4)双天线工作模式下，前端用一阶反相高通滤波器滤除低频干扰，后端用二阶低通巴特沃斯滤波器，有效滤除高频干扰，且起到了抗混叠作用；通过可变增益低噪声放大器使得两路多普勒信号幅值大小匹配，降低信号幅度对信号测量精度的影响；
[0015]5)单天线工作模式下，采用低通多阶贝塞尔低通滤波器，实现了信号频率的自适应处理，大大提高信号的质量，提升速度测量的精度。
【附图说明】
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[0016]图1是强噪声背景下多普勒信号的调理电路的结构框图。
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