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微波液体探测装置是采用无载波冲脉冲体制的一种探测装置,主要通过对不同液体反射信号的不同特征来分析判断液体的种类,在安防领域有广泛的应用。在液体检测装置中,回波信号的采集分析是重要的组成部分,研制低成本、高可靠性的回波信号采集模块具有比较重要的意义。本文重点研究液体回波信号采集电路,包括步进延时脉冲发生器及脉冲采样门电路。本文主要内容包括以下几个部分:1.介绍了微波液体检测装置的基本工作原理,分析了液体回波信号的信号特性与信号采样原理,探讨了实时采样与等效时间采样两种采样方式的优缺点,确定了基于等效时间采样的信号采集方案。2.介绍了常见的信号延时方式,包括级联延时法、斜波发生法、可编程延时法,设计了基于三极管开关原理的步进延时信号生成电路。3.对步进延时高电平信号进行了脉冲整形,探讨了三种常见的窄脉冲发生原理,包括SRD脉冲发生原理、雪崩脉冲发生原理与射极耦合逻辑脉冲产生原理,设计了基于雪崩脉冲发生原理的窄脉冲发生器。4.分析了四种常见的采样门电路结构,包括单管采样门、对称采样门、单平衡采样门以及双平衡采样门,并设计了基于双平衡采样门原理的采样门电路。5.对步进延时采样脉冲电路与采样门电路分别在ADS中进行了仿真优化,并完成了PCB版图设计与实物制作以及性能测试。对于液体回波信号的采集,本文采样了等效时间采样方式,拟定的回波的重复频率是1MHz,回波信号高斯脉冲宽度为10~20ns,步进延时采样脉冲由传输变压器转换为双极性脉冲后触发双平衡采样门电路,从而在回波脉冲上等间距取样10-20个点。从电路实际测试结果分析可知,步进延时采样脉冲生成电路和采样门电路在联调测试中配合良好,采样脉冲生成电路可以产生延时为1ns、脉宽为4ns、幅值为1.5V的步进采样脉冲序列,使用其对脉宽为20ns、重复频率为1MHz的回波信号进行等效采样后,可以将回波信号在时间轴上展宽1001倍,且保持其波形不变。整体电路基本实现了对回波信号的采集,符合设计预期。