基于时差法的倒车雷达探头信号处理电路的制作方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种基于时差法的倒车雷达探头信号处理电路,其是由倒车雷达探头、前置放大器电路、带通滤波器电路、检波电路、比较器电路和主控制器电路依次连接组成；所述前置放大器电路由电容C1-C2、二极管D0、电阻R1-R7、三极管Q1和运算放大器U1连接组成；所述带通滤波器电路由电阻R8-R13、电容C3-C7和运算放大器U1-U2连接组成；所述检波电路由二极管D1-D2、电容C8和可调电阻R14连接组成；所述比较器电路由电阻R15、可调电阻R16、电容C9和运算放大器U4连接组成。本实用新型结构设计简单、合理，使用安全、可靠，成本低，能够对倒车雷达探头信号准确处理，能够实现零误判。
【专利说明】基于时差法的倒车雷达探头信号处理电路
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种信号处理电路，尤其涉及一种基于时差法的倒车雷达探头信号处理电路。
【背景技术】
[0002]目前，市场上的倒车雷达多种多样，并且倒车雷达信号处理技术没有统一的标准，各个汽车电子厂商都有自己的技术方案，其信号处理模块多被集成化，不利于个人开发研究，并且应用后不利于后期维护。如果信号处理模块中某一部件出现问题，需更换整个芯片，使得后期维护费用增高，特研制出一种基于时差法的倒车雷达探头信号处理电路；同时，现有的倒车雷达探头信号处理电路结构设计存在一定缺陷，即模块多被集成化，不仅结构复杂，而且不利于个人研发，电路维护成本高。
[0003]上述可知，有必要对现有技术进一步改进。
【发明内容】
[0004]本实用新型是为了解决现有的倒车雷达探头信号处理电路结构设计存在一定缺陷，即模块多被集成化，不仅结构复杂，而且不利于个人研发，电路维护成本高的问题而提出一种结构设计简单、合理，使用安全、可靠，能够对倒车雷达探头信号准确处理，成本低，能够实现零误判的基于时差法的倒车雷达探头信号处理电路。
[0005]本实用新型是通过以下技术方案实现的:
[0006]上述的基于时差法的倒车雷达探头信号处理电路，由倒车雷达探头、前置放大器电路、带通滤波器电路、检波电路、比较器电路和主控制器电路依次连接组成；所述前置放大器电路由电容C1-C2、二极管D0、电阻R1-R7、三极管Ql和运算放大器Ul连接组成；所述电容Cl 一端连接所述倒车雷达探头，另一端连接于所述三极管Ql的基极；所述二极管DO的阳极端接地，阴极端连接于所述三极管Ql的基极；所述电阻Rl连接于所述三极管Ql的基极与集电极之间；所述电阻R2 —端接电源VCC，另一端连接于所述电阻Rl与三极管Ql集电极的连接点；所述电阻R3 —端接地，另一端连接于所述三极管Ql的发射极；所述电阻R4 一端连接于所述三极管Ql的集电极，另一端通过所述电容C2连接于所述运算放大器Ul的反相输入端；所述电阻R5 —端接电源VCC，另一端连接于所述运算放大器Ul的同相输入端；所述电阻R6 —端接地，另一端连接于所述运算放大器Ul的同相输入端；所述电阻R7连接于所述运算放大器Ul的反相输入端与输出端之间；所述运算放大器Ul连接地和电源VCC,其输出端连接所述带通滤波器电路；所述带通滤波器电路由电阻R8-R13、电容C3-C7和运算放大器U1-U2连接组成；所述电阻R8 —端连接于所述运算放大器Ul的输出端，另一端通过电容C3连接于所述运算放大器U2的反相输入端；所述电阻R9 —端接地，另一端连接于所述电阻R8与电容C3的连接点；所述电阻RlO连接于所述运算放大器U2的反相输入端和输出端之间；所述电容C4 一端连接于所述运算放大器U2的输出端，另一端连接于所述电阻R8与电容C3的连接点；所述电阻Rll —端连接于所述运算放大器U2的输出端，另一端通过所述电容C5连接于所述运算放大器U3的反相输入端；所述电容C6 —端连接于所述运算放大器U3的输出端，另一端连接于所述电阻Rll与电容C5的连接点；所述电阻R12 —端接地，另一端连接于所述电阻Rll与电容C5的连接点；所述电阻R13 —端连接于所述运算放大器U3的反相输入端，另一端连接于所述运算放大器U3的输出端；所述电容C7 —端连接于所述运算放大器U3的输出端，另一端连接所述检波电路；所述运算放大器U2和U3均连接地和电源VCC ;所述检波电路由二极管D1-D2、电容C8和可调电阻R14连接组成；所述二极管Dl的阳极端连接于所述电容C7的另一端，阴极端连接所述比较器电路；所述二极管D2的阳极端接地，阴极端连接于所述二极管Dl的阴极端；所述电容CS —端接地，另一端连接于所述二极管Dl的阴极端；所述可调电阻R14 —端接地，另一端连接于所述二极管Dl的阴极端；所述比较器电路由电阻R15、可调电阻R16、电容C9和运算放大器U4连接组成；所述电阻R15 —端通过所述电容C9接地，另一端连接于所述运算放大器U4的同相输入端；所述可调电阻R16 —端接地，另一端连接于所述运算放大器U4的同相输入端；所述运算放大器U4连接地和电源VCC，其反相输入端连接于所述二极管Dl的阴极端。
[0007]所述基于时差法的倒车雷达探头信号处理电路，其中:所述电容Cl 一端连接有信号输入端子SIN并通过所述信号输入端子SIN与所述倒车雷达探头连接。
[0008]所述基于时差法的倒车雷达探头信号处理电路，其中:所述运算放大器Ul的输出端连接有信号输出端子SlOUT ;所述电阻R8 —端连接有信号输入端子SlIN并通过所述信号输入端子SlIN与所述信号输出端子SlOUT连接。
[0009]所述基于时差法的倒车雷达探头信号处理电路，其中:所述电容C7的另一端连接有信号输入端子S20UT ;所述二极管Dl的阳极端连接有信号输入端子S2IN并通过所述信号输入端子S2IN与所述信号输入端子S20UT连接。
[0010]所述基于时差法的倒车雷达探头信号处理电路，其中:所述二极管Dl的阴极端连接有信号输出端子S30UT ;所述二极管D2的阴极端连接于所述二极管Dl的阴极端与信号输出端子S30UT之间；所述电容CS的另一端连接于所述二极管Dl的阴极端与信号输出端子S30UT之间；所述可调电阻R14的另一端连接于所述二极管Dl的阴极端与信号输出端子S30UT之间。
[0011]所述基于时差法的倒车雷达探头信号处理电路，其中:所述三极管Ql为8050型三极管，所述运算放大器Ul为NE5532集成运算放大器，所述二极管DO为肖特基二极管。
[0012]所述基于时差法的倒车雷达探头信号处理电路，其中:所述运算放大器U2和U3均为TL084高速通用运算放大器。
[0013]有益效果:
[0014]本实用新型基于时差法的倒车雷达探头信号处理电路结构设计简单、合理，使用安全、可靠，其电路按信号流，按步骤分模块处理，结构合理且易于后期维护和二次开发，同时采用模块化设计，各个模块单元由运放和很少的电阻电容组成，结构组成简单，成本低，能够对倒车雷达探头信号准确处理，能够实现零误判，适于推广与应用。
【专利附图】
【附图说明】
[0015]图1为本实用新型基于时差法的倒车雷达探头信号处理电路的结构方框图；
[0016]图2为本实用新型基于时差法的倒车雷达探头信号处理电路的前置放大器电路原理图；
[0017]图3为本实用新型基于时差法的倒车雷达探头信号处理电路的带通滤波器电路原理图；
[0018]图4为本实用新型基于时差法的倒车雷达探头信号处理电路的包络检波器电路原理图；
[0019]图5为本实用新型基于时差法的倒车雷达探头信号处理电路的比较器电路原理图。
【具体实施方式】
[0020]如图1至5所示，本实用新型基于时差法的倒车雷达探头信号处理装置，其由倒车雷达探头1、前置放大器电路2、带通滤波器电路3、检波电路4、比较器电路5和主控制器6依次连接组成。
[0021]如图2所示，该前置放大器电路2由电容C1-C2、二极管D0、电阻R1-R7、三极管Ql和运算放大器Ul连接组成；其中，电容Cl 一端连接有信号输入端子SIN并通过信号输入端子SIN连接倒车雷达探头1，另一端连接于三极管Ql的基极；二极管DO的阳极端接地，阴极端连接于三极管Ql的基极；电阻Rl连接于三极管Ql的基极与集电极之间；电阻R2 —端接电源VCC，另一端连接于电阻Rl与三极管Ql集电极的连接点；电阻R3 —端接地，另一端连接于三极管Ql的发射极；电阻R4 —端连接于三极管Ql的集电极，另一端通过电容C2连接于运算放大器Ul的反相输入端；电阻R5 —端接电源VCC，另一端连接于运算放大器Ul的同相输入端；电阻R6 —端接地，另一端连接于运算放大器Ul的同相输入端；电阻R7连接于运算放大器Ul的反相输入端与输出端之间，运算放大器Ul的输出端还连接有信号输出端子S10UT，运算放大器Ul同时还接地和电源VCC。本实施例中该三极管Ql为8050三极管，运算放大器Ul为NE5532集成运算放大器，二极管DO为肖特基二极管。其中，在图2中，因返回信号非常微弱需加载前置放大电路，电路是一级保护电路，同时负责对返回信号进行第一级的100倍放大。由于发射脉冲信号的幅值较大，仅靠图2中的保护电阻还不能有效防止三极管Ql的基极至发射极电压击穿，增加二极管DO起嵌位作用，能有效防止发射脉冲串入过来击穿三极管Ql的发射极至基极，有了二极管DO的存在，即使三极管Ql的发射极和基极的电压差很大也不会烧坏三极管；当障碍物的距离较远时，发射回来的回波信号幅值只有几毫伏，所以要对回波信号放大千倍左右，才能经行有效处理，单极电路放大倍数过大容易造成自激震荡，在三级管后面紧接一级运放，实现整个超声波接收前置放大电路对回波信号进行100倍放大，能有效避免自激震荡的产生。
[0022]如图3所示，该带通滤波器电路3由电阻R8-R13、电容C3-C7和运算放大器U1-U2连接组成。其中，电阻R8 —端连接有信号输入端子SlIN并通过信号输入端子SlIN连接于前置放大器电路2的信号输出端子S10UT，另一端通过电容C3连接于运算放大器U2的反相输入端；电阻R9 —端接地，另一端连接于电阻R8与电容C3的连接点；电阻RlO连接于运算放大器U2的反相输入端和输出端之间；电容C4 一端连接于运算放大器U2的输出端，另一端连接于电阻R8与电容C3的连接点；电阻Rll —端连接于运算放大器U2的输出端，另一端通过电容C5连接于运算放大器U3的反相输入端；电容C6 —端连接于运算放大器U3的输出端，另一端连接于电阻Rl I与电容C5的连接点；电阻R12 —端接地，另一端连接于电阻RlI与电容C5的连接点；电阻R13 —端连接于运算放大器U3的反相输入端，另一端连接于运算放大器U3的输出端；电容C7 —端连接于运算放大器U3的输出端，另一端连接有信号输入端子S20UT ;运算放大器U2和U3均接地和电源VCC。本实施例中运算放大器U2、U3均为TL084高速通用运算放大器。其中，在图3中，当距离较远时返回信号的幅值只有几毫伏，极易受外界的干扰，且返回的信号中本来就含有较多的杂波，要实现对返回信号的零误判识别，抑制干扰信号是很重要的一个环节，所以在超声波接收前置放大电路后面加一级带通滤波电路，用以保留40KHz的返回信号，去除杂波。微弱信号的处理对运放的噪声性能比较敏感，在这里的TL084高速通用运算放大器为JFET输入，噪声较小，具有高转换效率，而且阻抗极高，可以不必考虑输入端的阻抗平衡，选用切比雪夫型带通滤波电路，其中心频率为40KHz，带宽6KHz，理论增益为100倍。
[0023]如图4所示，该检波电路4由二极管D1-D2、电容CS和可调电阻R14连接组成；其中，该二极管Dl的阳极端连接有信号输入端子S2IN并通过信号输入端子S2IN连接于带通滤波器3的信号输入端子S20UT，该二极管Dl的阴极端连接有信号输出端子S30UT ;该二极管D2的阳极端接地，阴极端连接于二极管Dl的阴极端与信号输出端子S30UT之间；该电容CS—端接地，另一端连接于二极管Dl的阴极端与信号输出端子S30UT之间；该可调电阻R14—端接地，另一端连接于二极管Dl的阴极端与信号输出端子S30UT之间。其中，在图4所示的实施例中，带通滤波后的信号不能直接触发主控外部中断需进行包络检波和二值化才行，络检波和二值化电路中二极管Dl、D2为检波二极管，如果传输过来的为干扰脉冲信号或小包络信号，由于其能量较小，将不足以使二极管D2导通，故会被抑制。
[0024]如图5所示，该比较器电路5由电阻R15、可调电阻R16、电容C9和运算放大器U4连接组成；其中，该电阻R15 —端通过电容C9接地，另一端连接于运算放大器U4的同相输入端；该可调电阻R16 —端接地，另一端连接于运算放大器U4的同相输入端；该运算放大器U4的反相输入端连接有信号输入端子S3IN并通过信号输入端子S3IN连接于检波电路4的信号输出端子S30UT ;该运算放大器U4接地和电源VCC，其输出端连接有信号输出端子S40UT。其中，在图5所示的另一种实施例中，为能够精确触发主控芯片中断，需对包络检波后的信号进行二值化，用比较器来实现信号的二值化，图中R16为电位器，可精确调节比较电压；经比较器输出的信号可以精确的触发主控的外部中断；此处我们选择下降沿触发。
[0025]本实用新型结构设计简单、合理，采用模块化设计可以准确的对信号处理，成本低，易于后期维护和二次开发可以准确的对信号处理，其各个模块单元由运放和很少的电阻电容组成，结构简单，能够实现零误判。
【权利要求】
1.一种基于时差法的倒车雷达探头信号处理电路，其特征在于:所述处理电路是由倒车雷达探头、前置放大器电路、带通滤波器电路、检波电路、比较器电路和主控制器电路依次连接组成； 所述前置放大器电路由电容C1-C2、二极管DO、电阻R1-R7、三极管Ql和运算放大器Ul连接组成；所述电容Cl 一端连接所述倒车雷达探头，另一端连接于所述三极管Ql的基极；所述二极管DO的阳极端接地，阴极端连接于所述三极管Ql的基极；所述电阻Rl连接于所述三极管Ql的基极与集电极之间；所述电阻R2—端接电源VCC，另一端连接于所述电阻Rl与三极管Ql集电极的连接点；所述电阻R3 —端接地，另一端连接于所述三极管Ql的发射极；所述电阻R4 —端连接于所述三极管Ql的集电极，另一端通过所述电容C2连接于所述运算放大器Ul的反相输入端；所述电阻R5 —端接电源VCC，另一端连接于所述运算放大器Ul的同相输入端；所述电阻R6 —端接地，另一端连接于所述运算放大器Ul的同相输入端；所述电阻R7连接于所述运算放大器Ul的反相输入端与输出端之间；所述运算放大器Ul连接地和电源VCC，其输出端连接所述带通滤波器电路； 所述带通滤波器电路由电阻R8-R13、电容C3-C7和运算放大器U1-U2连接组成；所述电阻R8 —端连接于所述运算放大器Ul的输出端，另一端通过电容C3连接于所述运算放大器U2的反相输入端；所述电阻R9 —端接地，另一端连接于所述电阻R8与电容C3的连接点；所述电阻RlO连接于所述运算放大器U2的反相输入端和输出端之间；所述电容C4 一端连接于所述运算放大器U2的输出端，另一端连接于所述电阻R8与电容C3的连接点；所述电阻Rll —端连接于所述运算放大器U2的输出端，另一端通过所述电容C5连接于所述运算放大器U3的反相输入端；所述电容C6 —端连接于所述运算放大器U3的输出端，另一端连接于所述电阻Rll与电容C5的连接点；所述电阻R12 —端接地，另一端连接于所述电阻Rll与电容C5的连接点；所述电阻R13—端连接于所述运算放大器U3的反相输入端，另一端连接于所述运算放大器U3的输出端；所述电容C7 —端连接于所述运算放大器U3的输出端，另一端连接所述检波电路；所述运算放大器U2和U3均连接地和电源VCC ； 所述检波电路由二极管D1-D2、电容CS和可调电阻R14连接组成；所述二极管Dl的阳极端连接于所述电容C7的另一端，阴极端连接所述比较器电路；所述二极管D2的阳极端接地，阴极端连接于所述二极管Dl的阴极端；所述电容CS —端接地，另一端连接于所述二极管Dl的阴极端；所述可调电阻R14 —端接地，另一端连接于所述二极管Dl的阴极端； 所述比较器电路由电阻R15、可调电阻R16、电容C9和运算放大器U4连接组成；所述电阻R15—端通过所述电容C9接地，另一端连接于所述运算放大器U4的同相输入端；所述可调电阻R16 —端接地，另一端连接于所述运算放大器U4的同相输入端；所述运算放大器U4连接地和电源VCC，其反相输入端连接于所述二极管Dl的阴极端。
2.如权利要求1所述的基于时差法的倒车雷达探头信号处理电路，其特征在于:所述电容Cl 一端连接有信号输入端子SIN并通过所述信号输入端子SIN与所述倒车雷达探头连接。
3.如权利要求1所述的基于时差法的倒车雷达探头信号处理电路，其特征在于:所述运算放大器Ul的输出端连接有信号输出端子SlOUT ;所述电阻R8 —端连接有信号输入端子SlIN并通过所述信号输入端子SlIN与所述信号输出端子SlOUT连接。
4.如权利要求1所述的基于时差法的倒车雷达探头信号处理电路，其特征在于:所述电容C7的另一端连接有信号输入端子S20UT ;所述二极管Dl的阳极端连接有信号输入端子S2IN并通过所述信号输入端子S2IN与所述信号输入端子S20UT连接。
5.如权利要求1所述的基于时差法的倒车雷达探头信号处理电路，其特征在于:所述二极管Dl的阴极端连接有信号输出端子S30UT ;所述二极管D2的阴极端连接于所述二极管Dl的阴极端与信号输出端子S30UT之间；所述电容CS的另一端连接于所述二极管Dl的阴极端与信号输出端子S30UT之间；所述可调电阻R14的另一端连接于所述二极管Dl的阴极端与信号输出端子S30UT之间。
6.如权利要求1所述的基于时差法的倒车雷达探头信号处理电路，其特征在于:所述三极管Ql为8050型三极管，所述运算放大器Ul为NE5532集成运算放大器，所述二极管DO为肖特基二极管。
7.如权利要求1所述的基于时差法的倒车雷达探头信号处理电路，其特征在于:所述运算放大器U2和U3均为TL084高速通用运算放大器。
【文档编号】H03H7/12GK203941287SQ201420328414
【公开日】2014年11月12日 申请日期:2014年6月19日 优先权日:2014年6月19日
【发明者】兰建平, 董秀娟, 黄海波, 王伟华, 董冬冬 申请人:湖北汽车工业学院