專利名稱：一種回波處理裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及回波處理領(lǐng)域，特別涉及一種回波處理裝置。
背景技術(shù)：
目前，市場上所用的時(shí)域反射式測距儀(包括雷達(dá)式、激光式、超聲波式、磁致伸 縮式等)，主要是通過測距儀發(fā)射一個(gè)脈沖信號或脈沖串(即發(fā)射信號或稱問詢信號)至目 標(biāo)表面，該脈沖信號或脈沖串被目標(biāo)反射后又被測距儀探測到，記錄脈沖信號或脈沖串往 返的時(shí)間，并利用此時(shí)間計(jì)算測距儀與目標(biāo)之間的距離?，F(xiàn)有技術(shù)中，測距儀主要有以下兩種1、基于A/D(Anal0g/Digital，模擬/數(shù)字)轉(zhuǎn)換器的測距儀，通過該測距儀可以進(jìn) 行硬件濾波和數(shù)字濾波，適合復(fù)雜的回波檢測處理。2、基于單波比較的測距儀，該測距儀通過對返回的回波信號進(jìn)行放大和硬件濾 波，再與預(yù)先設(shè)定的一個(gè)門限電壓進(jìn)行比較，比較后的信號就可以直接進(jìn)入CPU (Central Processing Unit，中央處理單元)進(jìn)行簡單的數(shù)字處理，這種測距儀適合簡單的回波，處理 極其簡單、成本低廉、能量損耗極低。發(fā)明人在實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型的過程中，發(fā)現(xiàn)上述現(xiàn)有技術(shù)至少存在以下缺點(diǎn)和不 足基于A/D轉(zhuǎn)換器的測距儀，需要高精度的快速A/D轉(zhuǎn)換器，數(shù)字濾波需要 大量的RAM (Random Access Memory,隨機(jī)存儲(chǔ)器)空間及具有和數(shù)字濾波相應(yīng)的 快速數(shù)字濾波硬件設(shè)備，例如DSP (Digital SignalProcessing,數(shù)字信號處理)、 FPGA(Field-Programmable Gate Array，現(xiàn)場可編程門陣列)或CPU，增加了大量的硬件成 本和能量損耗；基于單波比較的測距儀容易受噪聲、虛假信號和毛刺的影響。

實(shí)用新型內(nèi)容為了降低產(chǎn)品的成本和能量功耗，減少受噪聲、虛假信號和毛刺的影響，本實(shí)用新 型提供了一種回波處理裝置，所述裝置主要包括放大器、比較器、串行轉(zhuǎn)并行移位寄存器 與開關(guān)電路的整合模塊和時(shí)間計(jì)數(shù)模塊；所述放大器對匹配處理后的回波信號進(jìn)行放大，放大后的回波信號進(jìn)入到所述比 較器中整形成數(shù)字信號并進(jìn)行處理，處理后的數(shù)字信號接入到所述串行轉(zhuǎn)并行移位寄存器 與開關(guān)電路的整合模塊中，所述時(shí)間計(jì)數(shù)模塊控制所述開關(guān)電路，有選擇的記錄并計(jì)數(shù)一 個(gè)或多個(gè)有用信號；并實(shí)時(shí)的采用多波比較方式對回波信號進(jìn)行處理。所述串行轉(zhuǎn)并行移位寄存器與開關(guān)電路的整合模塊中的開關(guān)電路，具體為模擬 開關(guān)電路或數(shù)字開關(guān)電路。所述放大器具體為高共模抑制比的帶通放大器。本實(shí)用新型提供的技術(shù)方案的有益效果是通過使用了簡單的硬件電路，采用多波比較方式對回波信號進(jìn)行處理，并以相應(yīng)簡單的軟件處理鑒別程序，增強(qiáng)測量的精度和可靠性，提高了檢測實(shí)時(shí)性，減少了受噪聲、 虛假信號和毛刺的影響，該回波處理裝置的處理速度快，回波數(shù)據(jù)更加精確、穩(wěn)定，并且減 少了產(chǎn)品的成本和能量的需求及損耗。

圖1是本實(shí)用新型提供的回波處理裝置的結(jié)構(gòu)框圖；圖2是本實(shí)用新型提供的回波信號的波形圖；圖3是本實(shí)用新型提供的回波處理裝置的實(shí)施結(jié)果的波形圖。
具體實(shí)施方式
為使本實(shí)用新型的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合附圖對本實(shí)用新 型實(shí)施方式作進(jìn)一步地詳細(xì)描述。為了降低產(chǎn)品的成本和能量功耗，減少受噪聲、虛假信號和毛刺的影響，本實(shí)用新 型實(shí)施例提供了一種回波處理裝置，參見圖1，該裝置主要包括放大器、比較器、串行轉(zhuǎn)并 行移位寄存器與開關(guān)電路的整合模塊和時(shí)間計(jì)數(shù)模塊；放大器對匹配處理后的回波信號進(jìn)行放大，放大后的回波信號進(jìn)入到比較器中整 形成數(shù)字信號并進(jìn)行處理，處理后的數(shù)字信號接入到串行轉(zhuǎn)并行移位寄存器與開關(guān)電路的 整合模塊中，時(shí)間計(jì)數(shù)模塊控制開關(guān)電路，有選擇的記錄并計(jì)數(shù)一個(gè)或多個(gè)有用信號；并實(shí) 時(shí)的采用多波比較方式對回波信號進(jìn)行處理，從而鑒別和計(jì)算回波信號從發(fā)射到返回所用 的時(shí)間，得到和目標(biāo)之間的距離。進(jìn)一步地，放大后的回波信號進(jìn)入到比較器中整形成數(shù)字信號并進(jìn)行處理具體 為放大后的回波信號經(jīng)與預(yù)設(shè)門限值進(jìn)行比較，得到大于預(yù)設(shè)門限值的回波信號，并將大 于預(yù)設(shè)門限值的回波信號整形成數(shù)字信號并進(jìn)行處理。其中，預(yù)設(shè)門限值根據(jù)實(shí)際應(yīng)用中 的具體情況來確定，具體實(shí)現(xiàn)時(shí)，本實(shí)用新型實(shí)施例對此不做限制。其中，大于閾值的信號為有用信號，閾值的取值根據(jù)實(shí)際應(yīng)用中的具體情況來確 定，具體實(shí)現(xiàn)時(shí)，本實(shí)用新型實(shí)施例對此不做限制。其中，實(shí)時(shí)的采用多波比較方式對回波信號進(jìn)行處理具體為檢測回波信號的多 個(gè)相關(guān)的反射波，獲得更多的回波信息，利用回波信號的發(fā)射波和反射波的相關(guān)性，使得數(shù) 據(jù)處理程序無論處理隨機(jī)信號或固定噪聲信號或虛假信號時(shí)，都可以更加可靠有效、且提 高了測量距離的精度和準(zhǔn)確性。進(jìn)一步地，該串行轉(zhuǎn)并行移位寄存器與開關(guān)電路的整合模塊中的開關(guān)電路具體 為模擬開關(guān)電路或數(shù)字開關(guān)電路。進(jìn)一步地，該時(shí)間計(jì)數(shù)模塊可以為時(shí)間計(jì)數(shù)器、CPU、DSP和FPGA等能實(shí)現(xiàn)時(shí)間計(jì) 數(shù)功能的器件，具體實(shí)現(xiàn)時(shí)，本實(shí)用新型實(shí)施例對此不做限制。進(jìn)一步地，由于回波信號比較微弱，噪聲干擾比較大，為了提高輸入阻抗，本實(shí)用 新型實(shí)施例優(yōu)選高共模抑制比的帶通放大器。下面對回波處理裝置的具體工作方式進(jìn)行描述，詳見下文回波信號經(jīng)匹配電路接入到放大器中，放大器對接入的匹配后的回波信號進(jìn)行 放大，得到放大后的回波信號，抑制了噪聲，將放大后的回波信號接入到比較器中，經(jīng)與預(yù)設(shè)門限值比較整形成數(shù)字信號，并對數(shù)字信號進(jìn)行處理，剔除低峰值、頻率高的雜波干擾信 號；將處理后的數(shù)字信號接入到串行轉(zhuǎn)并行移位寄存器與開關(guān)電路的整合模塊中，時(shí)間計(jì) 數(shù)模塊控制串行轉(zhuǎn)并行移位寄存器與開關(guān)電路的整合模塊中的開關(guān)電路，時(shí)間計(jì)數(shù)模塊根 據(jù)閾值有選擇的允許和記錄一個(gè)或多個(gè)有用信號，時(shí)間計(jì)數(shù)模塊對有用信號進(jìn)行計(jì)數(shù)；并 實(shí)時(shí)的采用多波比較方式對回波信號進(jìn)行處理，從而鑒別和計(jì)算出回波信號從發(fā)射到返回 該回波處理裝置所用的時(shí)間，以此獲得該回波處理裝置和目標(biāo)之間的距離。通過對圖3和圖2的測試波形進(jìn)行對比，可以看出本實(shí)用新型實(shí)施例提供的回波 處理裝置可以達(dá)到更好的效果。綜上所述，本實(shí)用新型實(shí)施例提供了一種回波處理裝置，通過簡單的電路，采用多 波比較方式對回波信號進(jìn)行處理，實(shí)現(xiàn)了對目標(biāo)距離的測量，該回波處理裝置的處理速度 快，回波數(shù)據(jù)更加精確、穩(wěn)定，并且減少了產(chǎn)品的成本和能量的需求及損耗。以上的各部分的電路，若沒有特別注明的，均采用本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的常規(guī)產(chǎn) 品或常規(guī)電路并采用常規(guī)方式連接。本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解附圖只是一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例的示意圖，上述本實(shí)用新型實(shí) 施例序號僅僅為了描述，不代表實(shí)施例的優(yōu)劣。以上所述僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例，并不用以限制本實(shí)用新型，凡在本實(shí)用 新型的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保 護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求一種回波處理裝置，其特征在于，所述裝置包括放大器、比較器、串行轉(zhuǎn)并行移位寄存器與開關(guān)電路的整合模塊和時(shí)間計(jì)數(shù)模塊；所述放大器對匹配處理后的回波信號進(jìn)行放大，放大后的回波信號進(jìn)入到所述比較器中整形成數(shù)字信號并進(jìn)行處理，處理后的數(shù)字信號接入到所述串行轉(zhuǎn)并行移位寄存器與開關(guān)電路的整合模塊中，所述時(shí)間計(jì)數(shù)模塊控制所述開關(guān)電路，有選擇的記錄并計(jì)數(shù)一個(gè)或多個(gè)有用信號；實(shí)時(shí)的采用多波比較方式對回波信號進(jìn)行處理。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的回波處理裝置，其特征在于，所述串行轉(zhuǎn)并行移位寄存器與 開關(guān)電路的整合模塊中的開關(guān)電路，具體為模擬開關(guān)電路或數(shù)字開關(guān)電路。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的回波處理裝置，其特征在于，所述放大器具體為高共模抑制 比的帶通放大器。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種回波處理裝置，涉及回波處理領(lǐng)域，所述裝置主要包括放大器、比較器、串行轉(zhuǎn)并行移位寄存器與開關(guān)電路的整合模塊和時(shí)間計(jì)數(shù)模塊；所述放大器對匹配處理后的回波信號進(jìn)行放大，放大后的回波信號進(jìn)入到所述比較器中整形成數(shù)字信號并進(jìn)行處理，處理后的數(shù)字信號接入到所述串行轉(zhuǎn)并行移位寄存器與開關(guān)電路的整合模塊中，所述時(shí)間計(jì)數(shù)模塊控制所述開關(guān)電路，有選擇的記錄并計(jì)數(shù)一個(gè)或多個(gè)有用信號；實(shí)時(shí)的采用多波比較方式對回波信號進(jìn)行處理。該回波處理裝置的處理速度快，回波數(shù)據(jù)更加精確、穩(wěn)定，并且減少了產(chǎn)品的成本和能量的需求及損耗。
文檔編號G01S7/41GK201689170SQ20102021700
公開日2010年12月29日 申請日期2010年6月7日 優(yōu)先權(quán)日2010年6月7日
發(fā)明者秦旭東, 米鴻源, 耿八一, 鄭徐豪 申請人:天津菲特測控儀器有限公司