[發(fā)明專利]地質(zhì)雷達(dá)系統(tǒng)中的基于精密延時(shí)電路的高速數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310567956.5
• 申請日: 2013-11-14
• 公開（公告）號: CN104635211A
• 公開（公告）日: 2015-05-20
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 譚順川;張麗薇
• 申請（專利權(quán)）人: 成都億友科技有限公司
• 主分類號: G01S7/03
• 分類號: G01S7/03
• 代理公司: 無
• 代理人: 無

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，尤其是地質(zhì)雷達(dá)系統(tǒng)中的基于精密延時(shí)電路的高速數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。

背景技術(shù)

數(shù)據(jù)采集技術(shù)是模擬信號數(shù)字化的前端，數(shù)據(jù)采集過程的微小誤差都會對信號恢復(fù)產(chǎn)嫩很大的影響，所以數(shù)據(jù)采集的微小誤差都會對信號恢復(fù)產(chǎn)生很大的影響。近年來，隨著數(shù)字化技術(shù)的發(fā)展，對高頻信號的采集越來越多，由予受現(xiàn)有元器件的限制，低速的A／D轉(zhuǎn)換器很難對高頻信號實(shí)行實(shí)時(shí)采集，取而代之的是等效采樣技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)周期信號或者重復(fù)信號的數(shù)字化，它利用信號的周期性，以增加采集時(shí)間為代價(jià)，降低對高速采樣電路的壓力，通過重組恢復(fù)原始信號。由于是將不同周期的采樣點(diǎn)重新組成一個(gè)完整的周期信號，任何定時(shí)抖動或觸發(fā)點(diǎn)的變化都將導(dǎo)致采樣點(diǎn)的相位誤差，相位誤差的存在使得在重組信號時(shí)導(dǎo)致重建波形失真，這樣就降低了恢復(fù)波形的精度。所以等效采樣技術(shù)中需要設(shè)計(jì)精密延時(shí)電路，才能保證采集高精度的高頻信號，因此，精密延時(shí)電路的設(shè)計(jì)是高速數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)中的關(guān)鍵技術(shù)之一。尤其是用于高頻地質(zhì)雷達(dá)反射波信號的采集，由于雷達(dá)反射渡信號是高頻脈沖信號，根據(jù)采樣定理不能用實(shí)時(shí)采集，而只能用等效采樣技術(shù)實(shí)現(xiàn)。

發(fā)明內(nèi)容

本申請要解決的技術(shù)問題是提供一種地質(zhì)雷達(dá)系統(tǒng)中的基于精密延時(shí)電路的高速數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。

為解決上述技術(shù)問題，采用的技術(shù)方案是：

地質(zhì)雷達(dá)系統(tǒng)中的基于精密延時(shí)電路的高速數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，地質(zhì)雷達(dá)系統(tǒng)包括數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)由地址譯碼電路、延時(shí)電路一、延時(shí)電路二、前置放大電路及A/D轉(zhuǎn)換器構(gòu)成，延時(shí)電路一和延時(shí)電路二分別啟動發(fā)射脈沖和接收脈沖，前置放大電路對雷達(dá)反射波的采樣保持信號放大后傳入A/D轉(zhuǎn)換器進(jìn)行模擬信號數(shù)字化；延時(shí)電路一和延時(shí)電路二均采用AD9501，AD9501由線性斜波發(fā)生器、一個(gè)8位的數(shù)模轉(zhuǎn)換器和一個(gè)電壓比較器構(gòu)成，AD9501的D0－D7引腳連接至數(shù)模轉(zhuǎn)換器。

本發(fā)明的有益效果是：該高精度的延時(shí)電路具有穩(wěn)定性、可靠性和高精度等，并且

能采集到30GHz的高頻地質(zhì)雷達(dá)發(fā)射波信號。

附圖說明

圖1是數(shù)據(jù)采集與控制系統(tǒng)的電路示意圖；

圖2是延時(shí)器AD9501內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖。

具體實(shí)施方式

高速數(shù)據(jù)采集與控制系統(tǒng)是地質(zhì)雷達(dá)系統(tǒng)的一部分，地質(zhì)雷達(dá)系統(tǒng)由三個(gè)子系統(tǒng)組成：天線系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)和微機(jī)系統(tǒng)。天線系統(tǒng)主要功能是發(fā)射高頻脈沖信號和接收發(fā)射波信號；數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的主要功能是對高頻地質(zhì)雷達(dá)反射波信號的數(shù)字化，微機(jī)系統(tǒng)的主要功能是對數(shù)字化的雷達(dá)反射波信號的存儲、顯示和處理。數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)是對地質(zhì)雷達(dá)反射波0．1—10ns寬的窄脈沖信號的數(shù)字化。在微機(jī)系統(tǒng)的控制下，為天線系統(tǒng)提供精確定時(shí)的啟動觸發(fā)脈沖，并對來自天線系統(tǒng)采樣保持后的雷達(dá)反射波信號進(jìn)行程控增益放大和A/D轉(zhuǎn)換，并將得到的數(shù)字化雷達(dá)反射波信號通過微機(jī)系統(tǒng)總線傳輸?shù)轿C(jī)中。其中接口及地址譯碼電路是為數(shù)據(jù)采集子系統(tǒng)中各部分電路分配系統(tǒng)地址、提供啟動信號和必要的控制信號；前置放大器是對來自天線系統(tǒng)雷達(dá)發(fā)射波采樣保持后的信號進(jìn)行阻抗匹配，并進(jìn)行程控增益放大，使該信號的電壓幅度盡可能接近A／D轉(zhuǎn)換器的輸入電壓滿度值，以便得到信噪比較高的數(shù)字化輸出結(jié)果；A／D轉(zhuǎn)換器是將前置程控增益放大器輸出的模擬信號數(shù)字化；步進(jìn)延時(shí)電路是在微機(jī)系統(tǒng)啟動脈沖觸發(fā)下，延遲一個(gè)可編程時(shí)間段后，產(chǎn)生一個(gè)觸發(fā)脈沖，用于啟動天線接收系統(tǒng)的采樣保持和數(shù)據(jù)采集和控制系統(tǒng)的A／D轉(zhuǎn)換。由于對一個(gè)完整雷達(dá)反射波的數(shù)據(jù)采集需要進(jìn)行多次采樣，每采一個(gè)樣，其延時(shí)時(shí)間要改變一次，這樣才能在多次采樣過程中，等效獲得一個(gè)雷達(dá)反射波不同時(shí)刻的樣點(diǎn)幅值，這也是等效采樣技術(shù)的關(guān)鍵所在。因此，要求該延遲時(shí)間具有精度高的特點(diǎn)。固定延時(shí)電路，其輸出脈沖用于啟動發(fā)射系統(tǒng)發(fā)射高頻高壓雷達(dá)脈沖信號。該延時(shí)也是可編程的，它主要用來消除電路自身和傳輸線路帶來的時(shí)滯影響，使得發(fā)射啟動信號與接收啟動信號之間的時(shí)間差控制在有效范圍內(nèi)，在對一個(gè)完整雷達(dá)反射波的多次采樣過程中，其延時(shí)始終是一個(gè)固定值。