一种选频抗干扰倒车雷达电路及倒车雷达装置的制作方法

1.本实用新型涉及超声波测距的技术领域，特别涉及一种选频抗干扰倒车雷达电路及倒车雷达装置。


背景技术：

2.倒车雷达，作为一种安全类汽车电子产品已广泛安装于各种汽车，形成汽车标配产品，其又称泊车辅助系统，采用超声波测距原理，在倒车雷达主机控制下，由雷达探头发射超声波信号，当遇到障碍物时，产生反射回波信号，雷达探头接收到反射回波信号后经倒车雷达主机进行数据处理，判断出障碍物的位置，发出警示信号。解除了驾驶员泊车和起动车辆时前后左右视角所引起的困扰，帮助驾驶员解除视野死角和视线模糊的缺陷，提高驾驶的安全性。
3.然而现有技术中，许多倒车雷达产品抗干扰性能差，出现不必要的误报，影响驾驶员对正常障碍物的判断。如倒车雷达在平静无干扰情况下工作正常，在车辆按喇叭、开空调、踩油门、新能源汽车加速等情况下出现误报，进而造成倒车雷达不能正常工作。


技术实现要素：

4.为解决上述现有技术中倒车雷达误报的不足，本实用新型提供一种选频抗干扰倒车雷达电路，包括选频放大电路、信号处理电路、脉冲积分电路、脉冲整形电路，其中：
5.所述选频放大电路的输入端接收超声波雷达探头回波信号，所述选频放大电路的输出端与所述信号处理电路的输入端耦接，用于对信号进行放大、抗干扰处理；所述信号处理电路的输出端分别与脉冲积分电路和脉冲整形电路耦接，所述脉冲积分电路用于对信号积分并输出到mcu进行积分信号宽度检测，所述脉冲整形电路用于对信号整形并输出到mcu进行脉冲频率和脉冲个数检测。
6.在一实施例中，所述选频放大电路包括耦合电容c18、三极管q2、中周t1、谐振电容c13、负载电阻r13、偏置电阻r8、偏置电阻r10、偏置电阻r12、退耦电容c23、退耦电容c24、限位二极管d3、偏置电路、退耦滤波电路；
7.其中，所述负载电阻r13、退耦电容c23、退耦电容c24并联后一端接地，另一端与三极管q2的发射极连接；所述三极管q2的基极通过偏置电阻r10一方面与耦合电容c18、选频放大电路的输入端连接，另一方面还通过偏置电阻r8与退耦滤波电路连接、通过偏置电阻r12接地；所述选频放大电路的输入端还通过双向并联的限位二极管d3接地；所述三极管q2的集电极与中周t1的第六引脚连接；所述中周t1的第四引脚一端通过谐振电容c13与第六引脚连接，同时还与退耦滤波电路连接，所述退耦滤波电路与第一电源端连接；所述中周t1的第一引脚接地，第二引脚与信号处理电路连接。
8.在一实施例中，所述退耦滤波电路包括电容c14、电阻r4、电容c8；其中，电容c14一端与中周t1的第四引脚连接，一端接地；电容c8一端通过电阻r4与中周t1的第四引脚连接，一端接地。
9.在一实施例中，所述信号处理电路包括运算放大器u3a、运算放大器u3b、放大倍数调节电路、耦合电容c16、第一分压偏置电路、第二分压偏置电路、滤波电路；
10.所述运算放大器u3b的第六引脚通过放大倍数调节电路分别与运算放大器u3b的输出端以及耦合电容c16连接，所述耦合电容c16与选频放大电路的输出端连接；所述运算放大器u3b的第五引脚与第一分压偏置电路连接；所述运算放大器u3b的第七引脚与运算放大器u3a的第二引脚连接；
11.所述运算放大器u3a的第三引脚通过第二分压偏置电路与其第二引脚连接；所述运算放大器u3a的第八引脚与第一分压偏置电路连接，同时还通过滤波电路与第一电源端连接；所述运算放大器u3a的第四引脚接地，第一引脚分别与脉冲积分电路、脉冲整形电路连接。
12.在一实施例中，所述放大倍数调节电路包括可调电阻vr1、电阻r5、电阻r7、消振电容c12；
13.其中，可调电阻vr1与电阻r7并联后，一端与耦合电容c16连接，另一端通过并联的电阻r5、消振电容c12与运算放大器u3b的第七引脚连接。
14.在一实施例中，所述第一分压偏置电路包括偏置电阻r15、分压电阻r17、分压电阻r19、退耦电容c30；所述偏置电阻r15一端与运算放大器u3b的第五引脚连接；另一端通过并联的分压电阻r19、退耦电容c30接地，同时还通过分压电阻r17与滤波电路连接。
15.在一实施例中，所述第二分压偏置电路包括偏置电阻r14、分压电阻r18、退耦电容c28；所述偏置电阻r14一端与运算放大器u3a的第二引脚连接；另一端通过并联的分压电阻r18、退耦电容c28接地，同时还与运算放大器u3b的第三引脚连接。
16.在一实施例中，所述脉冲积分电路包括三极管q3、积分电容c21、限流电阻r11、保护二极管d2、保护电阻r16、电容c22、电阻r6；
17.其中，保护二极管d2、保护电阻r16并联后一端与三极管q3的基极连接，另一端接地的同时还与三极管q3的发射极连接；
18.所述三极管q3的基极通过限流电阻r11、电容c22与信号处理电路连接；三极管q3的发射极通过积分电容c21与三极管q3的集电极连接；三极管q3的集电极通过电阻r6与第二电源端连接的同时，还与mcu连接。
19.在一实施例中，所述脉冲整形电路包括三极管q5、电阻r22、限流电阻r23、保护二极管d4、保护电阻r25；
20.其中，保护二极管d4、保护电阻r25并联后一端与三极管q5的基极连接，另一端接地的同时还与三极管q5地发射极连接；
21.所述三极管q5的基极还通过限流电阻r23与信号处理电路连接，三极管q5的集电极通过电阻r22与第二电源端连接的同时，还与mcu连接。
22.本实用新型还提供一种倒车雷达装置，采用如上所述的选频抗干扰倒车雷达电路。
23.基于上述，与现有技术相比，本实用新型提供的选频抗干扰倒车雷达电路是通过选频放大电路、信号处理电路能够对超声波反射信号进行预放大、选频，再过滤掉其他干扰信号，以避免其他信号的干扰而造成误检测。另外，还通过设置的脉冲整形电路来再次确认接收的雷达回波信号是否与发射信号同频率，从而保障车辆的行车安全。
24.本实用新型的其它特征和有益效果将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本实用新型而了解。本实用新型的目的和其他有益效果可通过在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
附图说明
25.为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图；在下面描述中附图所述的位置关系，若无特别指明，皆是图示中组件绘示的方向为基准。
26.图1为本实用新型提供的选频抗干扰倒车雷达电路的电路框图；
27.图2为本实用新型提供的选频抗干扰倒车雷达电路的电路图；
28.图3为选频放大电路的电路图；
29.图4为信号处理电路的电路图；
30.图5为脉冲积分电路的电路图；
31.图6为脉冲整形电路的电路图。
具体实施方式
32.为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例；下面所描述的本实用新型不同实施方式中所设计的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合；基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
33.在本实用新型的描述中，需要说明的是，本实用新型所使用的所有术语（包括技术术语和科学术语）具有与本实用新型所属领域的普通技术人员通常所理解的含义相同的含义，不能理解为对本实用新型的限制；应进一步理解，本实用新型所使用的术语应被理解为具有与这些术语在本说明书的上下文和相关领域中的含义一致的含义，并且不应以理想化或过于正式的意义来理解，除本实用新型中明确如此定义之外。
34.倒车雷达装置中，由于雷达探头接收到的超声波反射信号极其微弱，仅为几十毫伏，因此必须经过高倍放大，滤波、整形，滤掉强度较小的干扰和噪声，但总有些干扰信号的形状、强度与正常超声波雷达反射信号相似，如其他倒车雷达的干扰、金属撞击、电磁干扰等，从而影响装置的检测结果。
35.因此，为解决上述问题，本实用新型提供的一种选频抗干扰倒车雷达电路，包括选频放大电路、信号处理电路、脉冲积分电路、脉冲整形电路，其中：所述选频放大电路的输入端接收超声波雷达探头回波信号，所述选频放大电路的输出端与所述信号处理电路的输入端耦接，用于对信号进行放大、抗干扰处理；所述信号处理电路的输出端分别与脉冲积分电路和脉冲整形电路耦接，所述脉冲积分电路用于对信号积分并输出到mcu进行积分信号宽度检测，所述脉冲整形电路用于对信号整形并输出到mcu进行脉冲频率和脉冲个数检测。
36.具体实施时，如图1、2所示，其工作原理为：所述选频放大电路能够对接收的超声波雷达回波信号进行预放大，并通过该电路选择出与雷达探头工作频率相一致的信号，从而有效滤除其他干扰信号。再将选频、预处理后的信号输入至信号处理电路中，对信号进行高倍放大并处理掉噪声。最后再将处理后的信号分别输入至脉冲积分电路、脉冲整形电路，其中，脉冲积分电路能够对脉冲信号进行积分并传输至mcu进行宽度检测，以判断是否有障碍物，计算障碍物距离。脉冲整形电路能够对脉冲进行整形，再输出一个频率与超声波雷达回波信号相同的脉冲，该脉冲输出到mcu进行脉冲频率和脉冲个数检测，从而再次确认该信号是否为障碍物产生的正确检测，或是干扰产生的误检测。
37.优选地，所述选频放大电路包括耦合电容c18、三极管q2、中周t1、谐振电容c13、负载电阻r13、偏置电阻r8、偏置电阻r10、偏置电阻r12、退耦电容c23、退耦电容c24、限位二极管d3、偏置电路、退耦滤波电路；
38.其中，所述负载电阻r13、退耦电容c23、退耦电容c24并联后一端接地，另一端与三极管q2的发射极连接；所述三极管q2的基极通过偏置电阻r10一方面与耦合电容c18、选频放大电路的输入端连接，另一方面还通过偏置电阻r8与退耦滤波电路连接、通过偏置电阻r12接地；所述选频放大电路的输入端还通过双向并联的限位二极管d3接地；所述三极管q2的集电极与中周t1的第六引脚连接；所述中周t1的第四引脚一端通过谐振电容c13与第六引脚连接，同时还与退耦滤波电路连接，所述退耦滤波电路与第一电源端连接；所述中周t1的第一引脚接地，第二引脚与信号处理电路连接。
39.优选地，所述退耦滤波电路包括电容c14、电阻r4、电容c8；其中，电容c14一端与中周t1的第四引脚连接，一端接地；电容c8一端通过电阻r4与中周t1的第四引脚连接，一端接地。
40.具体实施时，如图3所示，超声波雷达回波信号由耦合电容c18输入，通过偏置电路，使得三极管q2处于放大状态，进行预放大。再经过谐振电容c13并微调中周t1磁芯可使lc回路谐振频率在超声波雷达工作频率的中心点，以选择出与雷达探头工作频率相一致的信号。例如雷达探头的工作频率为48khz，则调整lc的谐振频率为48khz；雷达探头的工作频率为58khz，则调整lc的谐振频率为58khz。最后再将信号输出给信号处理电路。
41.较佳地，所述第一电源端的电源电压为8v。
42.优选地，所述信号处理电路包括运算放大器u3a、运算放大器u3b、放大倍数调节电路、耦合电容c16、第一分压偏置电路、第二分压偏置电路、滤波电路；
43.所述运算放大器u3b的第六引脚通过放大倍数调节电路分别与运算放大器u3b的输出端以及耦合电容c16连接，所述耦合电容c16与选频放大电路的输出端连接；所述运算放大器u3b的第五引脚与第一分压偏置电路连接；所述运算放大器u3b的第七引脚与运算放大器u3a的第二引脚连接；
44.所述运算放大器u3a的第三引脚通过第二分压偏置电路与其第二引脚连接；所述运算放大器u3a的第八引脚与第一分压偏置电路连接，同时还通过滤波电路与第一电源端连接；所述运算放大器u3a的第四引脚接地，第一引脚分别与脉冲积分电路、脉冲整形电路连接。
45.优选地，所述放大倍数调节电路包括可调电阻vr1、电阻r5、电阻r7、消振电容c12；其中，可调电阻vr1与电阻r7并联后，一端与耦合电容c16连接，另一端通过并联的电阻r5、
消振电容c12与运算放大器u3b的第七引脚连接。
46.优选地，所述第一分压偏置电路包括偏置电阻r15、分压电阻r17、分压电阻r19、退耦电容c30；所述偏置电阻r15一端与运算放大器u3b的第五引脚连接；另一端通过并联的分压电阻r19、退耦电容c30接地，同时还通过分压电阻r17与滤波电路连接。
47.优选地，所述第二分压偏置电路包括偏置电阻r14、分压电阻r18、退耦电容c28；所述偏置电阻r14一端与运算放大器u3a的第二引脚连接；另一端通过并联的分压电阻r18、退耦电容c28接地，同时还与运算放大器u3b的第三引脚连接。
48.具体实施时，如图4所示，信号由耦合电容c16输入，经过运算放大器u3b和运算放大器u3a的二次放大以及第一分压偏置电路、第二分压偏置电路、滤波电路的分压滤波作用后输出至脉冲积分电路、脉冲整形电路。其中，可调电阻vr1能够调整运算放大器u3b的放大倍数。
49.较佳地，所述滤波电路由电容c31、电容c32并联组成。
50.优选地，所述脉冲积分电路包括三极管q3、积分电容c21、限流电阻r11、保护二极管d2、保护电阻r16、电容c22、电阻r6；
51.其中，保护二极管d2、保护电阻r16并联后一端与三极管q3的基极连接，另一端接地的同时还与三极管q3的发射极连接；
52.所述三极管q3的基极通过限流电阻r11、电容c22与信号处理电路连接；三极管q3的发射极通过积分电容c21与三极管q3的集电极连接；三极管q3的集电极通过电阻r6与第二电源端连接的同时，还与mcu连接。
53.具体实施时，如图5所示，经放大和抗干扰处理后的信号由电容c22输入，经过三极管q3进行脉冲整形，再由电阻r6和积分电容c21积分生成一个时间宽度的高低电平，从而输出到mcu进行积分信号宽度检测。
54.较佳地，所述第二电源端的电源电压为5v。
55.优选地，所述脉冲整形电路包括三极管q5、电阻r22、限流电阻r23、保护二极管d4、保护电阻r25；
56.其中，保护二极管d4、保护电阻r25并联后一端与三极管q5的基极连接，另一端接地的同时还与三极管q5地发射极连接；
57.所述三极管q5的基极还通过限流电阻r23与信号处理电路连接，三极管q5的集电极通过电阻r22与第二电源端连接的同时，还与mcu连接。
58.具体实施时，如图6所示，信号由电容c22输入到脉冲整形电路中，经过三极管q5的脉冲整形后，输出一个频率与超声波雷达回波信号相同的脉冲，并输出到mcu进行脉冲频率和脉冲个数检测。
59.综上，本实用新型提供的选频抗干扰倒车雷达电路是通过选频放大电路、信号处理电路对超声波雷达回波信号进行预放大、选频，再过滤掉其他干扰信号，以避免其他信号的干扰而造成误检测。另外，还通过设置的脉冲整形电路来再次确认接收的雷达回波信号是否与发射信号同频率，从而保障车辆的行车安全。
60.本实用新型还提供一种倒车雷达装置，采用如上所述的选频抗干扰倒车雷达电路。
61.采用上述电路的倒车雷达装置能够提高雷达的抗干扰性能，避免误报问题，可适
用于各种车型，其适用范围广泛。
62.另外，本领域技术人员应当理解，尽管现有技术中存在许多问题，但是，本实用新型的每个实施例或技术方案可以仅在一个或几个方面进行改进，而不必同时解决现有技术中或者背景技术中列出的全部技术问题。本领域技术人员应当理解，对于一个权利要求中没有提到的内容不应当作为对于该权利要求的限制。
63.尽管本文中较多的使用了诸如选频放大电路、信号处理电路、脉冲积分电路、脉冲整形电路等术语，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本实用新型的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本实用新型精神相违背的；本实用新型实施例的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、等(如果存在)是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。
64.最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各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，或者对其中部分或者全部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范围。