偽碼調(diào)相連續(xù)波雷達(dá)接收單元數(shù)字化研究
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2．1．2 模數(shù)轉(zhuǎn)換器的選擇
本系統(tǒng)設(shè)計(jì)的數(shù)字化接收單元中需要對(duì)視頻放大器的輸出直接進(jìn)行采樣，在視頻放大器的輸出信號(hào)中含有偽碼成分，如果一個(gè)偽碼周期中一個(gè)碼元的寬度是0．33μs，則偽碼的帶寬在3 MHz左右，為了防止采到偽碼的上升沿和下降沿決定用9 MHz的采樣頻率對(duì)視頻回波進(jìn)行采樣，因?yàn)樵盘?hào)處理中的A／D變換器是對(duì)多普勒信號(hào)進(jìn)行采樣，因此如果用原來(lái)的A／D變換器顯然不能滿足對(duì)模擬信號(hào)采樣的采樣定理。AD6644的最高采樣頻率可以達(dá)到65 MHz，并且它是一個(gè)高速、高性能、單片的14位模數(shù)轉(zhuǎn)換器，采樣時(shí)鐘和模擬信號(hào)的差分輸入方式可以在很大程度上對(duì)噪聲進(jìn)行抑制。同時(shí)AD6644采用的三級(jí)子區(qū)式轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)，即保證了所需的轉(zhuǎn)換精度和轉(zhuǎn)換速度，又降低了功耗，也減小了模片尺寸。因此采用AD6644作為整個(gè)數(shù)字化接收單元中的模數(shù)變換器。圖3給出了AD6644的系統(tǒng)框圖。本文引用地址：http://m.butianyuan.cn/article/195889.htm
2．2 輸入及輸出部分設(shè)計(jì)
視頻回波的輸入電路主要完成兩部分功能：?jiǎn)味溯斎朕D(zhuǎn)差分輸入以抑制噪聲，降低共模電壓的影響；單端輸入部分設(shè)計(jì)了一個(gè)帶寬是4 MHz的二階有源巴特沃思低通濾波器，保證信號(hào)的譜純度同時(shí)抑制高頻噪聲。用AD公司的AD8132把單端輸入轉(zhuǎn)換成差分輸入。實(shí)際應(yīng)用時(shí)需要給AD8132的反相輸入端加上與同相輸入端完全對(duì)稱的電路以保證電路工作的穩(wěn)定性，同時(shí)為了更好地去除高頻干擾，在差分的輸出端用無(wú)源低通濾波進(jìn)行了濾波，最后設(shè)計(jì)的模擬輸入電路圖如圖4所示。
由于9 MHz的時(shí)鐘信號(hào)不能由晶振直接產(chǎn)生，因此時(shí)鐘信號(hào)由DSP芯片提供，時(shí)鐘轉(zhuǎn)差分輸入由Mcl00EPT20D完成；AD6644_的數(shù)字輸出信號(hào)，應(yīng)盡量減小容性負(fù)載，同時(shí)為了保證數(shù)據(jù)輸出端對(duì)總線的驅(qū)動(dòng)能力，在輸出端加了一個(gè)PHILIPS公司的74LVT245作為緩沖。為了保證過(guò)零比較的精度，提高抗干擾能力選擇LM239D做為過(guò)零比較器。
3 軟件設(shè)計(jì)
該數(shù)字化設(shè)計(jì)方案的所有數(shù)字處理過(guò)程都在DSP芯片內(nèi)部實(shí)現(xiàn)，所以軟件設(shè)計(jì)質(zhì)量的高低直接決定了整個(gè)系統(tǒng)的處理性能。
軟件工作過(guò)程如下：加電以后系統(tǒng)先進(jìn)行初始化，同時(shí)產(chǎn)生9 MHz的采樣信號(hào)，然后啟動(dòng)DMA開(kāi)始數(shù)據(jù)的傳遞。由于DMA在傳輸數(shù)據(jù)時(shí)不占用內(nèi)部運(yùn)算單元，因此在進(jìn)行DMA傳輸?shù)臅r(shí)候同時(shí)進(jìn)行上一幀數(shù)據(jù)的卷積運(yùn)算，計(jì)算完卷積后，對(duì)每個(gè)距離單元抽樣得到的數(shù)據(jù)進(jìn)行MTI，然后再進(jìn)行目標(biāo)識(shí)別的算法。由雷達(dá)的實(shí)際工作時(shí)序得到：在進(jìn)行卷積計(jì)算時(shí)會(huì)發(fā)生定時(shí)器的中斷，執(zhí)行完定時(shí)器的ISR后回到卷積處繼續(xù)執(zhí)行；在MTI以及目標(biāo)識(shí)別的算法運(yùn)行時(shí)會(huì)產(chǎn)生DMA的中斷，執(zhí)行完DMA的ISR后回到卷積處重新依次執(zhí)行，但是在執(zhí)行完卷積運(yùn)算后依然回到DMA中斷發(fā)生時(shí)的位置進(jìn)行運(yùn)算。軟件設(shè)計(jì)框圖如圖5所示。
4 結(jié) 語(yǔ)
用此系統(tǒng)運(yùn)行整個(gè)算法，分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果得到：開(kāi)機(jī)運(yùn)行640 ms以后就可以得到各個(gè)距離單元運(yùn)動(dòng)目標(biāo)的速度以及類別信息，比原系統(tǒng)的檢測(cè)速度提高30 9／6，同時(shí)增加了目標(biāo)類型分辨即目標(biāo)識(shí)別功能；讓系統(tǒng)重復(fù)地識(shí)別同一種目標(biāo)分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)得到：對(duì)單人這一類目標(biāo)的識(shí)別率達(dá)到了7O％，對(duì)單車的分辨率達(dá)到了75％，而對(duì)于多人的分辨率達(dá)到65％，多車的分辨率達(dá)到了60％。
綜合以上實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可以肯定設(shè)計(jì)的硬件系統(tǒng)和軟件算法在實(shí)際使用中是有效的，因此本系統(tǒng)具有一定的推廣和使用價(jià)值。
評(píng)論