導(dǎo)波雷達(dá)物位計(jì)收發(fā)信號(hào)處理方法的研究.pdf

1、導(dǎo)波雷達(dá)物位計(jì)是一種基于時(shí)域反射(TDR)原理的高性能儀表，廣泛應(yīng)用于化工等領(lǐng)域物位高度測(cè)量。但國(guó)內(nèi)自主研發(fā)的產(chǎn)品在精度、分辨率等方面與國(guó)外相比存在較大差距，所以研制出高性能、低成本的導(dǎo)波雷達(dá)物位計(jì)具有實(shí)際意義。
　　首先，分析了該測(cè)量系統(tǒng)相關(guān)的傳輸線理論及其反射系數(shù)。并論述了系統(tǒng)測(cè)量原理、提出整體設(shè)計(jì)方案。
　　其次，論述了脈沖發(fā)射電路設(shè)計(jì)。對(duì)比幾種高速脈沖產(chǎn)生方式后選取雪崩三極管BFP420產(chǎn)生發(fā)射脈沖信號(hào)，并給出其雪崩

2、發(fā)生過(guò)程及脈沖產(chǎn)生電路。使用Advanced Design System(ADS)仿真論證脈沖產(chǎn)生電路中元件參數(shù)對(duì)輸出脈沖幅值、寬度的影響及輸入信號(hào)經(jīng)過(guò)RC微分電路后觸發(fā)雪崩三極管的原因。
　　再次，論述了回波信號(hào)處理設(shè)計(jì)。在等效采樣的基礎(chǔ)上提出類等效采樣原理，該方式可降低系統(tǒng)設(shè)計(jì)難度、成本。選取FPGA控制AD9500實(shí)現(xiàn)100ps步進(jìn)延時(shí)，延時(shí)信號(hào)經(jīng)過(guò)相關(guān)電路后得到打開(kāi)四管采樣門的采樣脈沖序列。然后用ADS仿真論證類等效采樣電

3、路的可行性，并使采樣后信號(hào)通過(guò)快速比較器 AD9698和單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器SN74LS123后得到微處理器容易檢測(cè)的方波信號(hào)。
　　最后，分析了制作PCB時(shí)降低信號(hào)質(zhì)量的信號(hào)完整性(Signal Integrity, SI)問(wèn)題并提出相應(yīng)改善措施；給出了PCB中重要信號(hào)的測(cè)量結(jié)果并做出說(shuō)明。
　　仿真及測(cè)量結(jié)果顯示，發(fā)射脈沖電路可得到下降沿750ps、幅值1V左右脈沖信號(hào)；AD9500延時(shí)后可得到的100ps步進(jìn)采樣脈沖序列，使類