CN101110565A - 车辆信息采集雷达压控震荡器线性度矫正装置 - Google Patents

车辆信息采集雷达压控震荡器线性度矫正装置 Download PDF

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CN101110565A CNA2007100239328A CN200710023932A CN101110565A CN 101110565 A CN101110565 A CN 101110565A CN A2007100239328 A CNA2007100239328 A CN A2007100239328A CN 200710023932 A CN200710023932 A CN 200710023932A CN 101110565 A CN101110565 A CN 101110565A
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Abstract

本发明公开了一种车辆信息采集雷达压控震荡器线性度矫正装置，其特征在于由时钟电路、计数器电路、EPROM矫正系数表电路、DA转换电路组成，本发明首先利用频谱仪测试出压控震荡器VCO的实际线形曲线，然后根据测试的结果通过拟合后进行函数矫正，矫正系数表通过VC编程产生，然后烧录到EPROM内，对整个VCO系数进行修正补偿，从而达到矫正的效果，提高了测试精度。

Description

车辆信息采集雷达压控震荡器线性度矫正装置
技术领域
本发明涉及一种压控震荡器线性度数据的矫正装置，车辆信息采集雷达压控震荡器线形度矫正装置。
背景技术
在车辆信息采集雷达中，压控震荡器(VCO)线形度的好坏，直接影响着测试结果分辨率的大小，既而影响着测试精度。因此在使用压控震荡器VCO的过程中，一般对其线形度要求比较高。而现有线形度数据无法达到理想的要求，需要矫正。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术中的不足之处，提供一种用于车辆信息采集雷达压控震荡器线形度矫正的装置。
本发明可通过以下技术方案予以实现：
一种车辆信息采集雷达压控震荡器线性度矫正装置，其特征在于有时钟电路、计数器电路、EPROM矫正系数表电路、DA转换电路，所述的时钟电路包括OSC20.000M芯片U7和驱动器HD74HC244芯片U8，由数字正电源的引脚DVDD的输出端分为两条支路，一路连接电容C1并安全接地，另一路连接电感L1，电感L1的输出端又分为两条支路，一路连接电容C2并安全接地，另一路连接OSC20.000M芯片的引脚4；OSC20.000M芯片的引脚1经过电阻R1与引脚4相连；OSC20.000M芯片的引脚2安全接地，引脚3经过电阻R2与HD74HC244芯片的引脚4、、6、8相连，驱动器HD74HC244芯片的引脚1、引脚10、引脚19采用DGND数字电路接地，引脚20连接数字正电源的引脚DVDD；所述的计数器电路由四个74163芯片U1、U2、U3、U4依次排列组成，其中四个芯片的引脚7、引脚9的非门、引脚16连接数字正电源DVDD，四个芯片的引脚3、4、5、6都采用DGND数字电路接地，第一个芯片U1的引脚10连接数字正电源DVDD，其余三个芯片的引脚10分别与前一个芯片的引脚15相连接，四个芯片的引脚2同时连接时钟信号CLK，引脚1的非门同时连接基板Fr，所述的EPROM矫正系数表电路包括两个EPROM芯片U14和U15，两个EPROM芯片的引脚24连接数字正电源的引脚DVDD，两个芯片的引脚12、20采用DGND数字电路接地；所述的DA转换电路有AD5445芯片，由模拟正电源AVDD的输出端分为三路分别连接电容C9、电容C13和AD5445芯片的引脚18，电容C9和电容C13的输出端采用模拟接地，AD5445芯片的引脚20连接电阻R18电阻R18的输出端分为两路一路连接电容C14，电容C14的输出端连AD5445芯片的引脚1，另一路连接运算放大器的输出引脚1，AD5445芯片的引脚1连接运算放大器的的负极2，AD5445芯片的引脚2连接运算放大器的正极3，并同时采用模拟接地，运算放大器的引脚8电容C15和电容C10所组成的电路，其电路采用模拟接地，运算放大器的引脚4连接电容C11和电容C18所组成的电路，其电路也采用模拟接地；运算放大器的输出引脚1连接电阻R20，电阻R20的输出端分为三路，一路经过电阻R23、R25串联接入NPN型三极管Q1的发射极，另一路直接接入NPN型三极管Q1的基极，第三路通过电阻R21、R24、R26的串联接入NPN型三极管Q1的集电极；电阻R21的输出端共分为三条并联支路，一路与电阻R24和R26相连，另一路连接电阻R27和电阻R28组成的串联电路，第三路连接24V的电源和电容C25，电容C25的输出端采用模拟接地；电阻R28的输出端连接NPN型三极管Q2的集电极，三极管Q2的基极连接三极管Q1的集电极，三极管Q2的基极同时又连接由电容C24和电阻R22及三极管Q2发射极所组成的电路，其电路采用模拟接地，三极管Q2的发射极同时连接J17和J3，其J3的高低电位都采用模拟接地；AD5445芯片的引脚16连接时钟电路中HD74HC244芯片的引脚12；AD5445芯片的引脚19经过电阻R19连接12V电源的负极，计数器电路中四个74163芯片的引脚DB0到引脚DB12分别连接EPROM矫正系数表电路中的引脚DB0到引脚DB12；EPROM矫正系数表电路中两个EPROM芯片的引脚00到引脚011分别连接DA转换电路中AD5445芯片的引脚00到引脚011。
本发明首先利用频谱仪测试出压控震荡器VCO的实际线形曲线，然后根据测试的结果通过拟合后进行函数矫正，矫正系数表通过VC编程产生，然后烧录到EPROM内，对整个VCO系数进行修正补偿，从而达到矫正的效果。以下是本发明的整个矫正过程，主要包括以下几个方面：
一、线形曲线的拟合过程(三角波的上升阶段)：
在雷达中使用的调制信号为0.5V-20V的三角波，VCO电压为5V，中心频率为F：24.125GHZ，VCO带宽测试记录见表一
拟合曲线的方程为F＝y0+Ale^(-x1/t1)
其中：y0＝24.28687    A1＝0.20875 t1＝3837.0374
根据图6可以看出，要使VCO电压和频率之间成线性变化，必须把红色曲线矫正成蓝色直线，也就是说当横坐标相同时，如果要达到蓝色曲线的值，红色曲线必须在I点，根据曲线方程，可以计算出蓝色直线和红色拟合曲线之间的关系，先根据红色曲线算出两个端点的坐标，根据坐标确定蓝色直线的斜率和直线方程。通过两个方程可以算出当纵坐标相同时横坐标的关系。
X1＝-5217.07581In(1-9.669344e5 X2)
二、线形曲线的拟合过程(三角波的下降阶段)：
见图7。
VCO测试数据记录见表二：
拟合曲线的过程为Y＝A+B1*X+B2*X^2
其中：A＝24.21437 B1＝-1.6198E-5  B2＝-4.02721E-9
根据上升段三角波的拟合过程同理可以计算出曲线X1和直线X2之间的关系。
X 1 = ( ( 5.90264 e - 13 * X 2 + 3.33796554 e - 10 ) - 1.82701 e - 5 ) / 8.554558 e - 9
三、线形曲线的矫正程序：
根据拟合得出的结果，利用VC编制产生矫正系数表的程序，通过程序输出整个矫正的系数表，然后把系数表烧录到EPROM内达到矫正的效果。
四、线形曲线的系数表的烧录
电路部分主要由调频连续波(本雷达采用三角波调频)，三角波电压范围与变容管电压范围相对应，为0.5-20V，因此电路部分主要由时钟电路，DA电路，计数器电路以及EPROM系数表电路构成。
本发明首先利用频谱仪测试出压控震荡器VCO的实际线形曲线，然后根据测试的结果通过拟合后进行函数矫正，矫正系数表通过VC编程产生，然后烧录到EPROM内，对整个VCO系数进行修正补偿，从而达到矫正的效果，提高了测试精度。
附图说明
图1为本发明的系统总框图
图2为本发明装置中时钟电路图
图3为本发明装置中计数器电路图
图4为本发明装置中EPROM矫正系数表电路图
图5为本发明装置中DA转换电路图
图6为线形曲线在三角波的上升阶段的拟合过程图
拟合曲线的方程为F＝y0+Ale^(-x1/t1)
其中：y0＝24.28687  A1＝0.20875 t1＝3837.0374
X1＝-5217.07581 In(1-9.669344e5 X2)
图7为线形曲线在三角波的下降阶段的拟合过程图
拟合曲线的方程为  Y＝A+B1*X+B2*X^2
其中：A＝24.21437 B1＝-1.6198E-5  B2＝-4.02721E-9
X 1 = ( ( 5.90264 e - 13 * X 2 + 3.33796554 e - 10 ) - 1.82701 e - 5 ) / 8.554558 e - 9
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步的描述。
图2为本发明装置中的时钟电路图，在图中时钟电路包括0SC20.000M芯片U7和驱动器HD74HC244芯片U8，由数字正电源的引脚DVDD的输出端分为两条支路，一路连接电容C1并安全接地，另一路连接电感L1，电感L1的输出端又分为两条支路，一路连接电容C2并安全接地，另一路连接OSC20.000M芯片的引脚4；OSC20.000M芯片的引脚1经过电阻R1与引脚4相连；OSC20.000M芯片的引脚2安全接地，引脚3经过电阻R2与HD74HC244芯片的引脚4、、6、8相连，驱动器HD74HC244芯片的引脚1、引脚10、引脚19采用DGND数字电路接地，引脚20为数字正电源的引脚DVDD；驱动器HD74HC244芯片U8的引脚12为CLK连接计数器电路中的CLK。
图3为本发明装置中的计数器电路图，在图中有四个74163芯片U1、U2、U3、U4依次排列组成，其中四个芯片的引脚7、引脚9的非门、引脚16连接数字正电源DVDD，四个芯片的引脚3、4、5、6都采用DGND数字电路接地，第一个芯片U1的引脚10连接数字正电源DVDD，其余三个芯片的引脚10分别与前一个芯片的引脚15相连接，四个芯片的引脚2同时连接时钟信号CLK，引脚1的非门同时连接Fr，四个74163芯片的引脚DB0到引脚DB12分别连接EPROM矫正系数表电路中的引脚DB0到引脚DB12；
图4为本发明装置中EPROM矫正系数表电路图，电路包括两个EPROM芯片U14和U15，两个EPROM芯片的引脚24连接数字正电源的引脚DVDD，两个芯片的引脚12、20采用DGND数字电路接地；两个EPROM芯片的引脚00到引脚011分别连接DA转换电路中AD5445芯片的引脚00到引脚011。
图5为本发明装置中DA转换电路图，在图中DA转换电路包括有AD5445芯片，由模拟正电源AVDD的输出端分为三路分别连接电容C9、电容C13和AD5445芯片的引脚18，电容C9和电容C13的输出端采用模拟接地，AD5445芯片的引脚20连接电阻R18电阻R18的输出端分为两路一路连接电容C14，电容C14的输出端连AD5445芯片的引脚1，另一路连接运算放大器的输出引脚1，AD5445芯片的引脚1连接运算放大器的的负极2，AD5445芯片的引脚2连接运算放大器的正极3，并同时采用模拟接地，运算放大器的引脚8电容C15和电容C10所组成的电路，其电路采用模拟接地，运算放大器的引脚4连接电容C11和电容C18所组成的电路，其电路也采用模拟接地；运算放大器的输出引脚1连接电阻R20，电阻R20的输出端分为三路，一路经过电阻R23、R25串联接入NPN型三极管Q1的发射极，另一路直接接入NPN型三极管Q1的基极，第三路通过电阻R21、R24、R26的串联接入NPN型三极管Q1的集电极；电阻R21的输出端共分为三条并联支路，一路与电阻R24和R26相连，另一路连接电阻R27和电阻R28组成的串联电路，第三路连接24V的电源和电容C25，电容C25的输出端采用模拟接地；电阻R28的输出端连接NPN型三极管Q2的集电极，三极管Q2的基极连接三极管Q1的集电极，三极管Q2的基极同时又连接由电容C24和电阻R22及三极管Q2发射极所组成的电路，其电路采用模拟接地，三极管Q2的发射极同时连接J17和J3，其J3的高低电位点都采用模拟接地；AD5445芯片的引脚16连接时钟电路中HD74HC244芯片的引脚12；AD5445芯片的引脚19经过电阻R19连接12V电源的负极。
表一：
    0.50V  F：24.0454
    0.75V  F：24.0512
    1.00V  F：24.0567
    1.25V  F：24.0614
    1.50V  F：24.0659
    1.75V  F：24.0704
    2.00V  F：24.0744
    2.25V  F：24.0784
    2.50V  F：24.0824
    2.75V  F：24.0859
    3.00V  F：24.0897
    3.25V  F：24.0932
    3.50V  F：24.0964
    3.75V  F：24.0994
    4.00V  F：24.1024
    4.25V  F：24.1054
    4.50V  F：24.1082
    4.75V  F：24.1109
    5.00V  F：24.1137
    5.25V  F：24.1162
    5.50V  F：24.1197
    5.75V  F：24.1219
    6.00V  F：24.1244
    6.25V  F：24.1267
    6.50V  F：24.1289
    6.75V  F：24.1312
    7.00V  F：24.1332
    7.25V  F：24.1354
    7.50V  F：24.1374
    7.75V  F：24.1397
    8.00V  F：24.1417
    8.25V  F：24.1437
    8.50V  F：24.1457
    8.75V  F：24.1477
    9.00V  F：24.1497
    9.25V  F：24.1517
    9.50V  F：24.1537
    9.75V  F：24.1554
    10.00V  F：24.1574
    10.25V  F：24.1592
    10.50V  F：24.1612
    10.75V  F：24.1627
    11.00V  F：24.1644
    11.25V  F：24.1664
    11.50V  F：24.1682
    11.75V  F：24.1699
    12.00V  F：24.1717
    12.25V  F：24.1732
    12.50V  F：24.1749
    12.75V  F：24.1767
    13.00V  F：24.1782
    13.25V  F：24.1797
    13.50V  F：24.1812
    13.75V  F：24.1827
    14.00V  F：24.1844
    14.25V  F：24.1859
    14.50V  F：24.1872
    14.75V  F：24.1887
    15.00V  F：24.1902
    15.25V  F：24.1917
    15.50V  F：24.1932
    15.75V  F：24.1944
    16.00V  F：24.1957
    16.25V  F：24.1969
    16.50V  F：24.1984
    16.75V  F：24.1997
    17.00V  F：24.2012
    17.25V  F：24.2024
    17.50V  F：24.2037
    17.75V  F：24.2049
    18.00V  F：24.2062
    18.25V  F：24.2074
    18.50V  F：24.2087
    18.75V  F：24.2099
    19.00V  F：24.2112
    19.25V  F：24.2124
    19.50V  F：24.2137
    19.75V  F：24.2147
    20.00V  F：24.2159
表二：
    0.50V  F：24.2159
    0.75V  F：24.2147
    1.00V  F：24.2137
    1.25V  F：24.2124
    1.50V  F：24.2112
    1.75V  F：24.2099
    2.00V  F：24.2087
    2.25V  F：24.2074
    2.50V  F：24.2062
    2.75V  F：24.2049
    3.00V  F：24.2037
    3.25V  F：24.2024
    3.50V  F：24.2012
    3.75V  F：24.1997
    4.00V  F：24.1984
    4.25V  F：24.1969
    4.50V  F：24.1957
    4.75V  F：24.1944
    5.00V  F：24.1932
    5.25V  F：24.1917
    5.50V  F：24.1902
    5.75V  F：24.1887
    6.00V  F：24.1872
    6.25V  F：24.1859
    6.50V  F：24.1844
    6.75V  F：24.1827
    7.00V  F：24.1812
    7.25V  F：24.1797
    7.50V  F：24.1782
    7.75V  F：24.1767
    8.00V  F：24.1749
    8.25V  F：24.1732
    8.50V  F：24.1717
    8.75V  F：24.1699
    9.00V  F：24.1682
    9.25V  F：24.1664
    9.50V  F：24.1644
    9.75V  F：24.1627
    10.00V  F：24.1612
    10.25V  F：24.1592
    10.50V  F：24.1574
    10.75V  F：24.1554
    11.00V  F：24.1537
    11.25V  F：24.1517
    11.50V  F：24.1497
    11.75V  F：24.1477
    12.00V  F：24.1457
    12.25V  F：24.1437
    12.50V  F：24.1417
    12.75V  F：24.1397
    13.00V  F：24.1374
    13.25V  F：24.1354
    13.50V  F：24.1332
    13.75V  F：24.1312
    14.00V  F：24.1289
    14.25V  F：24.1267
    14.50V  F：24.1244
    14.75V  F：24.1219
    15.00V  F：24.1197
    15.25V  F：24.1162
    15.50V  F：24.1137
    15.75V  F：24.1109
    16.00V  F：24.1082
    16.25V  F：24.1054
    16.50V  F：24.1024
    16.75V  F：24.0994
    17.00V  F：24.0964
    17.25V  F：24.0932
    17.50V  F：24.0897
    17.75V  F：24.0859
    18.00V  F：24.0824
    18.25V  F：24.0784
    18.50V  F：24.0744
    18.75V  F：24.0704
    19.00V  F：24.0659
    19.25V  F：24.0614
    19.50V  F：24.0567
    19.75V  F：24.0512
    20.00V  F：24.0454

Claims (1)

1.一种车辆信息采集雷达压控震荡器线性度矫正装置，其特征在于有时钟电路、计数器电路、EPROM矫正系数表电路、DA转换电路，所述的时钟电路包括OSC20.000M芯片U7和驱动器HD74HC244芯片U8，由数字正电源的引脚DVDD的输出端分为两条支路，一路连接电容C1并安全接地，另一路连接电感L1，电感L1的输出端又分为两条支路，一路连接电容C2并安全接地，另一路连接OSC20.000M芯片的引脚4；OSC20.000M芯片的引脚1经过电阻R1与引脚4相连；OSC20.000M芯片的引脚2安全接地，引脚3经过电阻R2与HD74HC244芯片的引脚4、、6、8相连，驱动器HD74HC244芯片的引脚1、引脚10、引脚19采用DGND数字电路接地，引脚20连接数字正电源的引脚DVDD；所述的计数器电路由四个74163芯片U1、U2、U3、U4依次排列组成，其中四个芯片的引脚7、引脚9的非门、引脚16连接数字正电源DVDD，四个芯片的引脚3、4、5、6都采用DGND数字电路接地，第一个芯片U1的引脚10连接数字正电源DVDD，其余三个芯片的引脚10分别与前一个芯片的引脚15相连接，四个芯片的引脚2同时连接时钟信号CLK，引脚1的非门同时连接基板Fr，所述的EPROM矫正系数表电路包括两个EPROM芯片U14和U15，两个EPROM芯片的引脚24连接数字正电源的引脚DVDD，两个芯片的引脚12、20采用DGND数字电路接地；所述的DA转换电路有AD5445芯片，由模拟正电源AVDD的输出端分为三路分别连接电容C9、电容C13和AD5445芯片的引脚18，电容C9和电容C13的输出端采用模拟接地，AD5445芯片的引脚20连接电阻R18电阻R18的输出端分为两路一路连接电容C14，电容C14的输出端连AD5445芯片的引脚1，另一路连接运算放大器的输出引脚1，AD5445芯片的引脚1连接运算放大器的的负极2，AD5445芯片的引脚2连接运算放大器的正极3，并同时采用模拟接地，运算放大器的引脚8电容C15和电容C10所组成的电路，其电路采用模拟接地，运算放大器的引脚4连接电容C11和电容C18所组成的电路，其电路也采用模拟接地；运算放大器的输出引脚1连接电阻R20，电阻R20的输出端分为三路，一路经过电阻R23、R25串联接入NPN型三极管Q1的发射极，另一路直接接入NPN型三极管Q1的基极，第三路通过电阻R21、R24、R26的串联接入NPN型三极管Q1的集电极；电阻R21的输出端共分为三条并联支路，一路与电阻R24和R26相连，另一路连接电阻R27和电阻R28组成的串联电路，第三路连接24V的电源和电容C25，电容C25的输出端采用模拟接地；电阻R28的输出端连接NPN型三极管Q2的集电极，三极管Q2的基极连接三极管Q1的集电极，三极管Q2的基极同时又连接由电容C24和电阻R22及三极管Q2发射极所组成的电路，其电路采用模拟接地，三极管Q2的发射极同时连接J17和J3，其J3的高低电位点都采用模拟接地；AD5445芯片的引脚16连接时钟电路中HD74HC244芯片的引脚12；AD5445芯片的引脚19经过电阻R19连接12V电源的负极，计数器电路中四个74163芯片的引脚DBO到引脚DB12分别连接EPROM矫正系数表电路中的引脚DBO到引脚DB12；EPROM矫正系数表电路中两个EPROM芯片的引脚00到引脚011分别连接DA转换电路中AD5445芯片的引脚00到引脚011。
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