基于DSP的FMCW液位測量雷達實驗平臺設(shè)計與實現(xiàn).pdf

1、傳統(tǒng)的壓力式傳感器,設(shè)備簡單易用,但精度較低。超聲波測距設(shè)備簡單,造價較低,但是在空氣中衰減快,回波信號幅度起伏較大,會有較大誤差。激光測距精度高,但受環(huán)境影響較大。微波測量是非接觸式的液位測量方式,可以在較惡劣的環(huán)境下使用。FMCW(調(diào)頻連續(xù)波)雷達具有高精度、分辨率高等優(yōu)點,是液位測量系統(tǒng)的研究熱點。
　　 本文的重點工作是設(shè)計了FMCW液位測量雷達實驗平臺的硬件系統(tǒng),主要包括:電源模塊、濾波器模塊、放大器模塊、A/D變換模

2、塊、存儲器模塊、數(shù)字信號處理模塊以及DSP與FMCW雷達的接口控制部分。電源部分需要設(shè)計的電壓較多,選用了四款芯片以及分壓等方式來得到所需的電壓。濾波器部分設(shè)計了參數(shù)可調(diào)的三個并聯(lián)濾波器,這樣可以調(diào)試在不同截止頻率下的測量精度。A/D部分的精度直接制約整個系統(tǒng)的最終計算精度,需要極為精確的采樣頻率,本系統(tǒng)選用DSP內(nèi)部的計時器來實現(xiàn)采樣頻率的控制。FMCW雷達接口控制部分較為復(fù)雜,本系統(tǒng)通過DSP的MCBSP接口與FMCW雷達的SPI接

3、口連接,進而通過DSP來控制FMCW雷達控制數(shù)據(jù)格式、發(fā)送頻率等,可以達到很好的效果。在結(jié)果數(shù)據(jù)的傳輸方面,設(shè)計了無線傳輸方式,這樣既節(jié)省成本,在使用上也比較簡單方便。最后對設(shè)計完成的電路進行制板調(diào)試工作,通過調(diào)試實現(xiàn)對系統(tǒng)參數(shù)的改正,以達到精度的要求。調(diào)試完成后,本系統(tǒng)的測試精度可以達到1mm,符合既定的要求。
　　 本文還介紹了FMCW雷達測距原理,根據(jù)液位高度與差頻信號頻率關(guān)系,利用FFT變換可以得到差頻信號的頻率,但是分