CN205749905U - 用于汽车防撞系统的高频激光回波信号去噪装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种用于汽车防撞系统的高频激光回波信号去噪装置，其包括依次连接的探测电路、跨导放大电路、第一去噪电路、放大电路、第二去噪电路和隔离电路。本实用新型经过所述光电探测器探测激光回波信号，并将该信号传输至跨导放大电路和处理；输出为差分信号；然后通过第一去噪电路进行高频去噪，得到高质量的差分信号，然后经过放大电路进行再次放大，经过再次放大的差分信号通过第二去噪电路进行高频去噪，并经过隔离电路之后，即可以得到去噪后的处理信号。可见本实用新型的用于汽车防撞系统的高频激光回波信号去噪装置通过硬件电路实现激光回波信号的处理，反应速度快；而且所采用的电子元件较少，因此，具有较高的稳定性。
Description
技术领域
本实用新型涉及激光回波信号处理领域，具体是指一种用于汽车防撞系统的高频激光回波信号去噪装置。
背景技术
在现有技术中的汽车防撞系统中，一般都具有激光测距装置，但这些激光测距装置的激光回波信号大小为几个毫伏，幅值非常小，信号的噪声大于输出的回波信号，要提取有用的激光回波信号，需要高频去噪装置，提取高质量的激光回波信号。
但现有技术的高频激光回波信号去噪装置，电路结构复杂，反应速度慢，稳定性不高等缺陷，元件越多，器件的可靠性越低，重要的是噪声干扰很大，使得技术人员或其他工作人员调试过程复杂，无法达到工程化的需求。
因此，需要设计一种新的用于汽车防撞系统的高频激光回波信号去噪装置。
实用新型内容
本实用新型目的是提供一种用于汽车防撞系统的高频激光回波信号去噪装置，其反应速度快，稳定性高。
本实用新型解决技术问题采用如下技术方案：一种用于汽车防撞系统的高频激光回波信号去噪装置，其包括探测电路、跨导放大电路、第一去噪电路、放大电路、第二去噪电路和隔离电路；
所述探测电路连接于所述跨导放大电路，所述跨导放大电路连接于所述第一去噪电路，所述第一去噪电路连接于所述放大电路，所述放大电路连接于所述第二去噪电路，所述第二去噪电路与所述隔离电路连接。
可选的，所述探测电路包括型号为APD1的光电探测器、电阻R1、电阻R2和电容C1；所述光电探测器的正极端(第1管脚)通过电阻R1连接于HV高压电源；且所述光电探测器的正极端还通过电容C1接地；所述光电探测器的负极端(第3管脚)通过电阻R2接地；所述光电探测器的第2管脚接地。
可选的，所述跨导放大电路包括型号为AD8015的芯片、电容C2和电容C3；所述光电探测器的负极端通过电容C2连接于所述型号为AD8015的芯片的lin管脚；所述型号为AD8015的芯片的VBYP管脚通过电容C3连接于VCC电源，所述型号为AD8015的芯片的-VS管脚接地；且所述型号为AD8015的芯片的+VS端连接于VCC电源。
可选的，所述第一去噪电路包括电阻R3、电阻R4、电感L1、电感L2、电容C4和电容C5；所述型号为AD8015的芯片的+OUT管脚通过电阻R3连接于所述电感L1的一端；所述型号为AD8015的芯片的-OUT管脚通过电阻R4连接于所述电感L2的一端；所述电容C4的一端连接于所述电感L1的一端，另一端连接于所述电感L2的一端；所述电容C5的一端连接于所述电感L1的另一端，另一端连接于所述电感L2的另一端。
可选的，所述放大电路包括型号为AD8369的芯片、电容C6、电容C7、电容C8、电容C9和电容C10；所述电感L1的另一端通过电容C6连接于所述型号为AD8369的芯片的第16管脚，所述电感L2的另一端通过电容C6连接于所述型号为AD8369的芯片的第1管脚；所述型号为AD8369的芯片的第15管脚接地，其第12管脚、第13管脚、第14管脚均连接于VCC电源，所述型号为AD8369的芯片的第11管脚通过电容C9接地，所述型号为AD8369的芯片的第10管脚通过电容C10接地；所述型号为AD8369的芯片的第3管脚、第4管脚、第5管脚、第6管脚和第7管脚均连接于VCC电源；所述型号为AD8369的芯片的第2管脚接地。
可选的，所述第二去噪电路包括电容C11、电容C12、电容C13、电容C15、电感L3和电感L4；所述型号为AD8369的芯片的第9管脚通过电容C11连接于所述电感L3的一端；所述型号为AD8369的芯片的第8管脚通过电容C12连接于所述电感L4的一端；所述电容C13的一端连接于所述电感L3的一端，另一端连接于所述电感L4的一端；所述电容C15的一端连接于所述电感L3的另一端，所述电容C15的另一端连接于所述电感L4的另一端。
可选的，所述隔离电路包括电容C14、电容C16和型号为TC4-1W的射频变压器；所述电感L3的另一端通过电容C14连接于所述射频变压器的一次侧线圈的一端；所述电感L4的另一端通过电容C16连接于所述射频变压器的一次侧线圈的另一端。
本实用新型具有如下有益效果：本实施例中，所述用于汽车防撞系统的高频激光回波信号去噪装置的激光回波信号经过所述光电探测器进行探测，传输至跨导放大电路；并经由跨导放大器AD8015处理后，输出为差分信号；所述差分信号通过第一去噪电路进行高频去噪，得到高质量的差分信号，然后经过放大电路进行再次放大，经过再次放大的差分信号通过第二去噪电路进行高频去噪，并经过隔离电路之后，即可以得到去噪后的处理信号，该去噪后的处理信号可以送入单片机进行处理。可见本实用新型的用于汽车防撞系统的高频激光回波信号去噪装置通过硬件电路实现激光回波信号的处理，反应速度快；而且所采用的电子元件较少，因此，具有较高的稳定性。
附图说明
图1为本实用新型的用于汽车防撞系统的高频激光回波信号去噪装置的模块结构示意图；
图2为本实用新型的用于汽车防撞系统的高频激光回波信号去噪装置的电路结构示意图；
具体实施方式
下面结合实施例及附图对本实用新型的技术方案作进一步阐述。
实施例1
本实施例提供了一种用于汽车防撞系统的高频激光回波信号去噪装置，其包括探测电路、跨导放大电路、第一去噪电路、放大电路、第二去噪电路和隔离电路。
所述探测电路连接于所述跨导放大电路，所述跨导放大电路连接于所述第一去噪电路，所述第一去噪电路连接于所述放大电路，所述放大电路连接于所述第二去噪电路，所述第二去噪电路与所述隔离电路连接。
具体地，所述探测电路包括型号为APD1的光电探测器、电阻R1、电阻R2和电容C1；所述光电探测器的正极端通过电阻R1连接于HV高压电源；且所述光电探测器的正极端还通过电容C1接地；所述光电探测器的负极端通过电阻R2接地。
所述跨导放大电路包括型号为AD8015的芯片、电容C2和电容C3；所述光电探测器的负极端通过电容C2连接于所述AD8015芯片的lin管脚；所述AD8015芯片的VBYP管脚通过电容C3连接于VCC电源(+5.0V)，所述AD8015芯片的-VS管脚接地；且所述AD8015芯片的+VS端连接于VCC电源(+5.0V)。
所述第一去噪电路包括电阻R3、电阻R4、电感L1、电感L2、电容C4和电容C5；所述AD8015芯片的+OUT管脚通过电阻R3连接于所述电感L1的一端；所述AD8015芯片的-OUT管脚通过电阻R4连接于所述电感L2的一端；所述电容C4的一端连接于所述电感L1的一端，另一端连接于所述电感L2的一端；所述电容C5的一端连接于所述电感L1的另一端，另一端连接于所述电感L2的另一端。
所述放大电路包括型号为AD8369的芯片、电容C6、电容C7、电容C8、电容C9和电容C10；所述电感L1的另一端通过电容C6连接于所述AD8369芯片的第16管脚(INHI)，所述电感L2的另一端通过电容C6连接于所述AD8369芯片的第1管脚(INLO)；所述AD8369芯片的第15管脚接地，其第12管脚、第13管脚、第14管脚均连接于VCC电源(+5.0V)，所述AD8369芯片的第11管脚通过电容C9接地，所述AD8369芯片的第10管脚通过电容C10接地；所述AD8369芯片的第3管脚、第4管脚、第5管脚、第6管脚和第7管脚均连接于VCC电源(+5.0V)；所述AD8369芯片的第2管脚接地。
所述第二去噪电路包括电容C11、电容C12、电容C13、电容C15、电感L3和电感L4；所述AD8369芯片的第9管脚通过电容C11连接于所述电感L3的一端；所述AD8369芯片的第8管脚通过电容C12连接于所述电感L4的一端；所述电容C13的一端连接于所述电感L3的一端，另一端连接于所述电感L4的一端；所述电容C15的一端连接于所述电感L3的另一端，所述电容C15的另一端连接于所述电感L4的另一端。
所述隔离电路包括电容C14、电容C16和型号为TC4-1W的射频变压器；所述电感L3的另一端通过电容C14连接于所述射频变压器的一次侧线圈的一端；所述电感L4的另一端通过电容C16连接于所述射频变压器的一次侧线圈的另一端；所述射频变压器的二次侧线圈可以实现信号输出。
本实施例中，所述用于汽车防撞系统的高频激光回波信号去噪装置的激光回波信号经过所述光电探测器进行探测，传输至跨导放大电路；并经由跨导放大器AD8015处理后，输出为差分信号；所述差分信号通过第一去噪电路进行高频去噪，得到高质量的差分信号，然后经过放大电路进行再次放大，经过再次放大的差分信号通过第二去噪电路进行高频去噪，并经过隔离电路之后，即可以得到去噪后的处理信号，该去噪后的处理信号可以送入单片机进行处理。
本实施例中，所述HV高压电源采用的是开关电源或者模块电源；其电压可以高达+200V；所述APD1光电探测器的灵敏度高、体积小、功耗低、可靠性高、抗电磁干扰强、动态范围大等优点；APD1光电探测器的内部光量子的倍增作用，使光电流大大倍增，显著提高了光电探测器的灵敏度；所述APD1光电探测器选择的是一款近红外增强型雪崩探测器。
所述APD1光电探测器探测到的信号为电流信号，需要跨导放大电路将所述的电流信号变换为电压信号。所述电压信号为微弱的电压信号。所述跨导放大电路的跨导放大器选用的是AD公司的AD8015芯片。AD8015芯片具有低功耗、低噪声、宽带宽的优点，其内部集成了运算放大器和反馈器件，因此无需外加额外的分立元件，电路控制简单。
所述电阻R3和R4是高频输出匹配电阻，所述电容C3为偏置电容。
所述跨导放大器输出的微弱的电压信号大小为几个mv，幅值非常小，输出信号的噪声大于输出的回波信号，要提取有用的激光回波信号，需要高频去噪装置，提取高质量的激光回波信号。
所述微弱的电压信号送入第一去噪电路，所述第一去噪电路采用的是电感和电容组成的窄带滤波器，窄带滤波器的作用是滤掉噪声，提取有用的激光回波信号。
所述激光回波信号经过电容C6和电容C7，送入放大电路的输入端，所述电容C6和电容C7是隔直电容。
所述放大电路的放大器采用是AD公司的AD8369程控增益放大器，AD8369芯片是数字程控增益，增益步长为3DB。本实施例的增益将数字程控增益调制最大，接到+5.0V上，将输出最大增益。所述电容C8为滤波电路。所述电容C11和电容C12的输出隔直电容。
经过放大电路输出的电压差分信号经过第二去噪电路，滤掉噪声，提取有用的激光回波信号。
所述激光回波信号经过隔离电路，送入后续处理电路。
以上实施例的先后顺序仅为便于描述，不代表实施例的优劣。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (7)
1.一种用于汽车防撞系统的高频激光回波信号去噪装置，其特征在于，包括探测电路、跨导放大电路、第一去噪电路、放大电路、第二去噪电路和隔离电路；
所述探测电路连接于所述跨导放大电路，所述跨导放大电路连接于所述第一去噪电路，所述第一去噪电路连接于所述放大电路，所述放大电路连接于所述第二去噪电路，所述第二去噪电路与所述隔离电路连接。
2.根据权利要求1所述的用于汽车防撞系统的高频激光回波信号去噪装置，其特征在于，所述探测电路包括型号为APD1的光电探测器、电阻R1、电阻R2和电容C1；所述光电探测器的正极端通过电阻R1连接于HV高压电源；且所述光电探测器的正极端还通过电容C1接地；所述光电探测器的负极端通过电阻R2接地。
3.根据权利要求2所述的用于汽车防撞系统的高频激光回波信号去噪装置，其特征在于，所述跨导放大电路包括型号为AD8015的芯片、电容C2和电容C3；所述光电探测器的负极端通过电容C2连接于所述型号为AD8015的芯片的lin管脚；所述型号为AD8015的芯片的VBYP管脚通过电容C3连接于VCC电源，所述型号为AD8015的芯片的-VS管脚接地；且所述型号为AD8015的芯片的+VS端连接于VCC电源。
4.根据权利要求3所述的用于汽车防撞系统的高频激光回波信号去噪装置，其特征在于，所述第一去噪电路包括电阻R3、电阻R4、电感L1、电感L2、电容C4和电容C5；所述型号为AD8015的芯片的+OUT管脚通过电阻R3连接于所述电感L1的一端；所述型号为AD8015的芯片的-OUT管脚通过电阻R4连接于所述电感L2的一端；所述电容C4的一端连接于所述电感L1的一端，另一端连接于所述电感L2的一端；所述电容C5的一端连接于所述电感L1的另一端，另一端连接于所述电感L2的另一端。
5.根据权利要求4所述的用于汽车防撞系统的高频激光回波信号去噪装置，其特征在于，所述放大电路包括型号为AD8369的芯片、电容C6、电容C7、电容C8、电容C9和电容C10；所述电感L1的另一端通过电容C6连接于所述型号为AD8369的芯片的第16管脚，所述电感L2的另一端通过电容C6连接于所述型号为AD8369的芯片的第1管脚；所述型号为AD8369的芯片的第15管脚接地，其第12管脚、第13管脚、第14管脚均连接于VCC电源，所述型号为AD8369的芯片的第11管脚通过电容C9接地，所述型号为AD8369的芯片的第10管脚通过电容C10接地；所述型号为AD8369的芯片的第3管脚、第4管脚、第5管脚、第6管脚和第7管脚均连接于VCC电源；所述型号为AD8369的芯片的第2管脚接地。
6.根据权利要求5所述的用于汽车防撞系统的高频激光回波信号去噪装置，其特征在于，所述第二去噪电路包括电容C11、电容C12、电容C13、电容C15、电感L3和电感L4；所述型号为AD8369的芯片的第9管脚通过电容C11连接于所述电感L3的一端；所述型号为AD8369的芯片的第8管脚通过电容C12连接于所述电感L4的一端；所述电容C13的一端连接于所述电感L3的一端，另一端连接于所述电感L4的一端；所述电容C15的一端连接于所述电感L3的另一端，所述电容C15的另一端连接于所述电感L4的另一端。
7.根据权利要求6所述的用于汽车防撞系统的高频激光回波信号去噪装置，其特征在于，所述隔离电路包括电容C14、电容C16和型号为TC4-1W的射频变压器；所述电感L3的另一端通过电容C14连接于所述射频变压器的一次侧线圈的一端；所述电感L4的另一端通过电容C16连接于所述射频变压器的一次侧线圈的另一端。
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