專利名稱：一種時差法超聲倒車雷達回波信號整形電路的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種超聲倒車雷達回波信號整形電路。
背景技術：
為了提高汽車性能，順應當前汽車日益電子化和自動化的大趨勢，倒車雷達己經越來越 廣泛地應用于各種汽車上。由于超聲波的傳播方向性好，能量不易損耗，而且傳播時間容易 檢測，使得基于時差法超聲波測距技術的倒車雷達成為主流。
因為放大后的超聲回波信號幅值不定，有異于典型的數(shù)字信號電平，要被單片機讀取使 用，需要進行預處理。目前主要采取三種方法對超聲回波信號進行預處理
1. 采用外部比較芯片設計電平比較電路，將超聲回波信號由幅值不定的正弦波整形為可 供單片機使用的TTL脈沖；
2. 針對帶有外圍比較模塊的單片機，將回波信號直接引入；
3. 將回波信號引入單片機的A/D引腳，通過A/D算法來捕捉回波；
以上三種處理方法在實用上各有優(yōu)缺點，前兩種電路通常都是普通比較電路的實現(xiàn)，雖 然應用簡便，但對超過閾值的電壓信號敏感，抗干擾性差。第三種方法通過采樣計算可以比
較準確地判斷出是否為有效信號，抗干擾性較強。但由于AD采樣計算量大，占用單片機資源 太多，如果想要達到較為理想的效果，則必須提高芯片成本。
汽車行業(yè)有其特殊要求，如汽車車內電磁環(huán)境惡劣，對電路的抗干擾性要求很高；汽
車電器的網絡化是大勢所趨，在車身CAN網絡系統(tǒng)中，倒車雷達作為一個車身節(jié)點，要參與到 實時通信中，工作任務加重，軟件設計要統(tǒng)籌兼顧；單片機RAM空間有限，不能存儲大量數(shù)據(jù)；
汽車行業(yè)競爭激烈，對成本敏感。因此需要進一步優(yōu)化設計以滿足汽車的這些特殊要求。 發(fā)明內容
針對現(xiàn)有超聲回波信號預處理設計存在的不足，本實用新型提供一種成本低，整形和抗 干擾性能好的時差法超聲倒車雷達回波信號整形電路。 本實用新型采用以下技術解決方案-
時差法超聲倒車雷達回波信號整形電路包括初級比較器和次級比較器，初級比較器的參 考電壓端分別通過分壓電阻與電源連接以及通過可變電阻與單片機接收控制引腳連接，其輸 出信號通過二極管與次級比較器的輸入引腳連接，二極管和次級比較器輸入引腳之間并聯(lián)有
一個電容和一個電阻。初級比較器的閾值電壓大小由單片機的I/O 口和可變電阻設置，以控 制波形的通過；初級比較器輸出的信號通過二極管對電容充電，由電容的電壓值作為次級比 較器的輸入信號。這樣， 一簇超聲波形就整形成為一個可供單片機中斷使用的脈沖波形。
本實用新型從產品化角度出發(fā)，重點突出抗干擾性、可控性和實用性。在自收發(fā)式超聲 測距電路中，發(fā)射時的驅動信號和超聲傳感器的余振信號會通過運算放大器到達回波整形電 路，進而影響到單片機的工作。此時，通過1/0 口將初級比較器的閾值電壓設為5伏，可以 屏蔽發(fā)射及余振波形，進而避免了對單片機的影響。通過調整可變電阻阻值的大小'可以調 節(jié)閾值電壓在0-2伏之間無級變化，有效地濾除了背景噪聲的影響，并且可以部分地減輕掃
地波的影響。初級比較電路的輸出信號將對次級比較器的輸入電容充電，當電壓值達到次級 比較器的閾值電壓時，輸出一個跳變脈沖。這樣做的好處是，如果輸入波形并非一簇超聲回 波，而是偶爾的干擾脈沖，那么將很難有足夠的電量使電容電壓升高到要求值，也就無法影 響到單片機的工作。在充電結束后，電容通過電阻進行放電，以備下次工作。單片機軟件方 面只需要控制初級比較器的閾值電壓便可，如果再設置一個專用的發(fā)射接收位作為條件判斷 標志，那么受干擾影響的可能性就變得很低了。這樣，對單片機的性能要求就大大降低，有 效地降低了成本。
本實用新型通過硬件比較電路，將一簇超聲回波信號整形為一個具有明確上升沿的脈沖 信號。在減輕單片機工作負擔的同時，又通過設置可編程的比較器閾值電壓和電容充放電電 路，提高了電路的抗干擾能力。本實用新型成本低、完成整形效果好，抗干擾能力強，電路 設計簡潔，不涉及專門元器件。


圖1是本實用新型的整形電路原理圖2是本實用新型的回波處理電路工作波形；
其中1、 RXJX)N (單片機接收控制引腳)，2、初級比較器，3、可變電阻，4、 二極管， 5、電容，6、次級比較器，7、電阻，8、分壓電阻。
具體實施方式實施例:
圖l給出了本實用新型的電路原理圖，包括初級比較器2和次級比較器6，初級比較器2 的參考電壓端分別通過分壓電阻8與電源連接以及通過可變電阻3與單片機接收控制引腳連 接，其輸出信號通過二極管4與次級比較器6的輸入引腳連接，二極管4和次級比較器6的 輸入引腳之間并聯(lián)有一個電容5和一個電阻7。初級比較器2和次級比較器6均采用LM2903D， 初級比較器的2腳輸入閾值電壓，其大小可以通過RX—C0N1編程控制，也可以通過可變電阻 3調整大小，初級比較器2的3腳輸入超聲回波信號，l腳輸出比較后的信號，通過二極管4 后對電容5充電。電容5的電壓值可以作為次級比較器6的輸入電壓，次級比較器6的控制 腳輸出電平的變化。在充電完畢后，電容5的電荷可以通過電阻7放電，為下一次充電循環(huán) 做準備。圖中未說明的電阻多為上拉以及偏置電阻，屬于必需的標準設計。電容CL3作濾波 功能。
圖2給出了本實用新型的整形電路工作波形。其中通道1是運放輸出波形，通道2是初 級比較器輸出波形，通道3是次級比較器輸出波形。從圖中可以看出，初級比較器電路濾除 了發(fā)射及余振波形以及背景噪聲等千擾信號'次級比較器則將波形整理為一個具有明確上升 沿的脈沖信號。
權利要求1、一種時差法超聲倒車雷達回波信號整形電路，包括初級比較器和次級比較器，其特征在于初級比較器的參考電壓端分別通過分壓電阻與電源連接以及通過可變電阻與單片機接收控制引腳連接，其輸出信號通過二極管與次級比較器的輸入引腳連接，二極管和次級比較器輸入引腳之間并聯(lián)有一個電容和一個電阻。
專利摘要本實用新型提供了一種時差法超聲倒車雷達回波信號整形電路，包括初級比較器和次級比較器，初級比較器的參考電壓端分別通過分壓電阻與電源連接以及通過可變電阻與單片機接收控制引腳連接，其輸出信號通過二極管與次級比較器的輸入引腳連接，二極管和次級比較器輸入引腳之間并聯(lián)有一個電容和一個電阻。本實用新型通過硬件比較電路，將一簇超聲回波信號整形為一個具有明確上升沿的脈沖信號。在減輕單片機工作負擔的同時，又通過設置可編程的比較器閾值電壓和電容充放電電路，提高了電路的抗干擾能力。本實用新型成本低、完成整形效果好，抗干擾能力強，電路設計簡潔，不涉及專門元器件。
文檔編號G01S15/00GK201072445SQ20072002561
公開日2008年6月11日 申請日期2007年7月30日 優(yōu)先權日2007年7月30日
發(fā)明者劉學軍, 莊汝科, 李明強 申請人:山東省科學院自動化研究所