基于PXI总线的信号调理电路设计

摘要

在火炮内弹丸运动参数测量的项目研究过程中发现，通过AD采集卡采集到的多普勒微波雷达信号有时达不到软件处理信号的要求。针对目前项目中出现的问题，需要对信号进行调理，改善信号的质量，方便后续信号的研究。本论文分析了内弹道多普勒测试信号的特点，设计了基于PXI总线的微波雷达信号调理电路来处理项目中遇到的问题，对于研究内弹道弹丸参数测量具有十分重要的工程应用价值。
　　通过信号处理软件对信号数据处理后发现，目标信号总是叠加在一个低频震动的信号之上，如果低频信号太大，就会在波峰将有用信号削去，从而影响了目标信号的分析。本文设计了调理电路将低频信号和噪声进行滤除，并且带有自动增益控制的功能，对信号幅度进行自动控制，达到提高信号质量的目的。板卡的核心部分在于，自动增益控制电路中检波电路的时间常数的确定，这是关系到该板卡能否正常工作的关键部分，通过一系列计算和仿真并且和实际信号进行比对后，最终确定了时间常数的大小。论文重点介绍了自适应信号调理单元和PXI总线数据传输模块的技术指标分析和参数计算。
　　针对自适应信号调理单元，主要开展了电路的设计，仿真，原理图的设计和PCB板的制作等工作，设计了自适应滤波器调理模块，在自动增益控制检波电路的设计中重点解决了时间常数的大小等关键问题，并对电路板性能是否满足要求在实验室环境下进行了调试和分析；针对PXI总线接口问题，开展了硬件电路的设计和软件驱动程序的调试工作，设计了PXI总线的驱动程序，重点解决了与自适应信号调理单元的PXI总线接口匹配设计，并对PXI总线数据传输是否能够正常工作进行了实验验证。
　　实验结果表明：将板卡用于实际的项目当中，发现信号在一定程度上有所改善，达到了实际的效果。