专利名称：一种时差法超声倒车雷达回波信号整形电路的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种超声倒车雷达回波信号整形电路。
背景技术：
为了提高汽车性能，顺应当前汽车日益电子化和自动化的大趋势，倒车雷达己经越来越 广泛地应用于各种汽车上。由于超声波的传播方向性好，能量不易损耗，而且传播时间容易 检测，使得基于时差法超声波测距技术的倒车雷达成为主流。
因为放大后的超声回波信号幅值不定，有异于典型的数字信号电平，要被单片机读取使 用，需要进行预处理。目前主要采取三种方法对超声回波信号进行预处理
1. 采用外部比较芯片设计电平比较电路，将超声回波信号由幅值不定的正弦波整形为可 供单片机使用的TTL脉冲；
2. 针对带有外围比较模块的单片机，将回波信号直接引入；
3. 将回波信号引入单片机的A/D引脚，通过A/D算法来捕捉回波；
以上三种处理方法在实用上各有优缺点，前两种电路通常都是普通比较电路的实现，虽 然应用简便，但对超过阈值的电压信号敏感，抗干扰性差。第三种方法通过采样计算可以比
较准确地判断出是否为有效信号，抗干扰性较强。但由于AD采样计算量大，占用单片机资源 太多，如果想要达到较为理想的效果，则必须提高芯片成本。
汽车行业有其特殊要求，如汽车车内电磁环境恶劣，对电路的抗干扰性要求很高；汽
车电器的网络化是大势所趋，在车身CAN网络系统中，倒车雷达作为一个车身节点，要参与到 实时通信中，工作任务加重，软件设计要统筹兼顾；单片机RAM空间有限，不能存储大量数据；
汽车行业竞争激烈，对成本敏感。因此需要进一步优化设计以满足汽车的这些特殊要求。 发明内容
针对现有超声回波信号预处理设计存在的不足，本实用新型提供一种成本低，整形和抗 干扰性能好的时差法超声倒车雷达回波信号整形电路。 本实用新型采用以下技术解决方案-
时差法超声倒车雷达回波信号整形电路包括初级比较器和次级比较器，初级比较器的参 考电压端分别通过分压电阻与电源连接以及通过可变电阻与单片机接收控制引脚连接，其输 出信号通过二极管与次级比较器的输入引脚连接，二极管和次级比较器输入引脚之间并联有
一个电容和一个电阻。初级比较器的阈值电压大小由单片机的I/O 口和可变电阻设置，以控 制波形的通过；初级比较器输出的信号通过二极管对电容充电，由电容的电压值作为次级比 较器的输入信号。这样， 一簇超声波形就整形成为一个可供单片机中断使用的脉冲波形。
本实用新型从产品化角度出发，重点突出抗干扰性、可控性和实用性。在自收发式超声 测距电路中，发射时的驱动信号和超声传感器的余振信号会通过运算放大器到达回波整形电 路，进而影响到单片机的工作。此时，通过1/0 口将初级比较器的阈值电压设为5伏，可以 屏蔽发射及余振波形，进而避免了对单片机的影响。通过调整可变电阻阻值的大小'可以调 节阈值电压在0-2伏之间无级变化，有效地滤除了背景噪声的影响，并且可以部分地减轻扫
地波的影响。初级比较电路的输出信号将对次级比较器的输入电容充电，当电压值达到次级 比较器的阈值电压时，输出一个跳变脉冲。这样做的好处是，如果输入波形并非一簇超声回 波，而是偶尔的干扰脉冲，那么将很难有足够的电量使电容电压升高到要求值，也就无法影 响到单片机的工作。在充电结束后，电容通过电阻进行放电，以备下次工作。单片机软件方 面只需要控制初级比较器的阈值电压便可，如果再设置一个专用的发射接收位作为条件判断 标志，那么受干扰影响的可能性就变得很低了。这样，对单片机的性能要求就大大降低，有 效地降低了成本。
本实用新型通过硬件比较电路，将一簇超声回波信号整形为一个具有明确上升沿的脉冲 信号。在减轻单片机工作负担的同时，又通过设置可编程的比较器阈值电压和电容充放电电 路，提高了电路的抗干扰能力。本实用新型成本低、完成整形效果好，抗干扰能力强，电路 设计简洁，不涉及专门元器件。
图1是本实用新型的整形电路原理图2是本实用新型的回波处理电路工作波形；
其中1、 RXJX)N (单片机接收控制引脚)，2、初级比较器，3、可变电阻，4、 二极管， 5、电容，6、次级比较器，7、电阻，8、分压电阻。
具体实施方式实施例:
图l给出了本实用新型的电路原理图，包括初级比较器2和次级比较器6，初级比较器2 的参考电压端分别通过分压电阻8与电源连接以及通过可变电阻3与单片机接收控制引脚连 接，其输出信号通过二极管4与次级比较器6的输入引脚连接，二极管4和次级比较器6的 输入引脚之间并联有一个电容5和一个电阻7。初级比较器2和次级比较器6均采用LM2903D， 初级比较器的2脚输入阈值电压，其大小可以通过RX—C0N1编程控制，也可以通过可变电阻 3调整大小，初级比较器2的3脚输入超声回波信号，l脚输出比较后的信号，通过二极管4 后对电容5充电。电容5的电压值可以作为次级比较器6的输入电压，次级比较器6的控制 脚输出电平的变化。在充电完毕后，电容5的电荷可以通过电阻7放电，为下一次充电循环 做准备。图中未说明的电阻多为上拉以及偏置电阻，属于必需的标准设计。电容CL3作滤波 功能。
图2给出了本实用新型的整形电路工作波形。其中通道1是运放输出波形，通道2是初 级比较器输出波形，通道3是次级比较器输出波形。从图中可以看出，初级比较器电路滤除 了发射及余振波形以及背景噪声等千扰信号'次级比较器则将波形整理为一个具有明确上升 沿的脉冲信号。
权利要求1、一种时差法超声倒车雷达回波信号整形电路，包括初级比较器和次级比较器，其特征在于初级比较器的参考电压端分别通过分压电阻与电源连接以及通过可变电阻与单片机接收控制引脚连接，其输出信号通过二极管与次级比较器的输入引脚连接，二极管和次级比较器输入引脚之间并联有一个电容和一个电阻。
专利摘要本实用新型提供了一种时差法超声倒车雷达回波信号整形电路，包括初级比较器和次级比较器，初级比较器的参考电压端分别通过分压电阻与电源连接以及通过可变电阻与单片机接收控制引脚连接，其输出信号通过二极管与次级比较器的输入引脚连接，二极管和次级比较器输入引脚之间并联有一个电容和一个电阻。本实用新型通过硬件比较电路，将一簇超声回波信号整形为一个具有明确上升沿的脉冲信号。在减轻单片机工作负担的同时，又通过设置可编程的比较器阈值电压和电容充放电电路，提高了电路的抗干扰能力。本实用新型成本低、完成整形效果好，抗干扰能力强，电路设计简洁，不涉及专门元器件。
文档编号G01S15/00GK201072445SQ20072002561
公开日2008年6月11日 申请日期2007年7月30日 优先权日2007年7月30日
发明者刘学军, 庄汝科, 李明强 申请人:山东省科学院自动化研究所