[发明专利]一种应用探地雷达回波信号采集的等效采样电路

说明书

本发明公开了一种新型的用于处理雷达回波信号的顺序等效采样电路，整个采样电路包括数字信号控制电路、ps级脉冲产生电路、采样保持电路、ADC转换电路；所述的数字控制信号是利用可编程逻辑门阵列结合外部晶振产生一个延时可调的方波信号；所述的ps脉冲产生电路是将经过延时的方波信号转换成一个带有延时的ps级的脉冲信号；采样保持电路与ps脉冲相连接，将ps脉冲作为采样与保持信号；采样保持电路将高频的脉冲信号拉长并与ADC相连，最终送入模数转换芯片。这种顺序采样电路很适合利用低速ADC对高频信号进行A/D转换，有利于降低整个采样电路设计的成本。

技术领域

本发明涉及电子领域，特别涉及高频信号采集与处理的应用探地雷达回波信号采集的等效采样电路。

背景技术：

近年来，超宽带探地雷达作为一种无损检测技术被应用于交通设施的结构检测，由于接受信号是超宽带，其脉冲极其窄，频率极其宽。如果采用传统穿地雷达系统使用的实时采样的方式来采集探地雷达信号，即采样频率至少要大于2倍的信号频率。对于超宽带应用，例如信号的带宽大于1GHz，由于受到采样定理的限制，往往需要采样率大于2GHz的高速集成A/D芯片或高速采样设备。而目前2GHz采样率的集成A/D芯片成本很高，一般几百美元。高速采样设备也存在着成本高、体积较大等缺点。此外A/D转换的主要指标有采样速率和采样精度，而这两个指标却是A/D发展中的一对矛盾，所以A/D芯片往往是高采样速率、精度低，或是采样精度高但采样速率较低，或是折中考虑。

从现在的技术和产品看来，低速、低分辨率的数据采集技术已经相当成熟，实现起来比较容易，单片ADC即可满足要求，产品的稳定性和可靠性已毋庸置疑。而高速的数据采集技术是信息基础的前沿。目前我国高速数据采集技术相对比较落后，是我国信息技术的瓶颈，研究和发展该项技术对于我国的军用和民用领域都有重要的价值好广阔的前景。目前使用最广泛的高速数据采样技术有多AD并行采样技术和随机采样技术。但是这两种技术采样技术都的数据依赖精确的控制电路以及信号重组电路，因此在控制和信号处理方面的算法比较复杂。

国外现有的数据采集价格昂贵、体积较大、操作复杂、采样频率和采样精度两种不能很好的统一。因此，国外虽然采用技术发展相对比较早，但是一种相对廉价、操做简单的采样电路仍然有待研究。

综上所述，在高速数据采集系统的研究方面国内外研究学者、公司做了大量的工作，但是在高速数据采集技术方面国内与国外的差具还很大。国内的高速采样技术不成熟且采集系统的可行性不高。而国外的高速数据采集技术可行性高但是操作复杂、价格昂贵。所以，设计出一款简单的高速数据采样系统具体较大的意义。

发明内容

本发明目的是提供一种可简单高效采样探地雷达回波信号的等效采样电路。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：一种应用探地雷达回波信号采集的等效采样电路，包括：两级低噪声放大器、高速取样门电路、ADC转换电路、数字信号控制电路和ps脉冲产生电路；

所述两级低噪声放大器、高速取样门电路、ADC转换电路依次连接，所述ps脉冲产生电路分别与数字信号控制电路、高速取样门电路相连接；

其中所述两级低噪声放大器连接接收雷达回波信号的天线，用于将天线上的信号进行放大，放大的信号经过耦合电容送到高速取样门电路的输入端被采样；

所述数字信号控制电路是利用可编程逻辑门阵列结合外部晶振产生一个延时可调的方波信号；

所述ps脉冲产生电路用于将经过延时的方波信号转换成带有延时的ps级的脉冲信号；

所述高速取样门电路用于将延时ps级脉冲信号形成相位相反的采样与保持信号，对放大的雷达信号采集高频信号部分并拉长后送入ADC转换电路。

进一步的，数字信号控制电路采用可编程逻辑门阵列控制MC100E195B芯片的D0-D9来控制方波信号的延时。