Algoritmo de desamimentação do transdutor de sistema ultra-sônico

A fim de melhorar a capacidade anti-interferência e a precisão da medição doSistema de variação ultra-sônica, um PN apropriadamente selecionado pode ser usado. O código substitui o sinal de pulso único como as informações codificadas. O sinal de ruído não é correlacionado com as informações codificadas pode ser filtrada, calculando a função de correlação cruzada do sinal de eco; E o sinal de interferência está associado ao sinal codificado pode ser suprimido determinando o centro de contorno da função de correlação cruzada perto do pico. Em uma implementação específica, o código PN de baixa freqüência é modulado pela primeira vez com um centro de transdutor de freqüência ressonante de alta freqüência que o sinal da operadora é aplicado transdutor por um controle lógico e amplificador de energia\". Como as características de frequência do transdutor são semelhantes às do filtro Bandass, cuja freqüência central está desligada, o sinal de onda quadrado pode ser usado em vez do sinal modulado cosseno para simplificar a estrutura de hardware do sistema. O transdutor piezoelétrico pode ser a impedância combinada para gerar ressonância sob a excitação do sinal de onda quadrada, ou uma função de controle automático de ganho pode ser adicionada ao circuito de recebimento ultra-sônico para suprimir o fenômeno de reverberação causado pelo sinal de excitação.

O sinal de entrada doTransdutor de distância ultra-sônica.e o sinal de saída do receptor ultrassônico (peça sinal). No código PN, T6 é a largura do símbolo e sua largura de banda 3DB é 1 / (3TB). Como a largura de banda do transdutor é de cerca de 4 kHz, para que o sinal passe pelo transdutor suavemente, é o sinal de eco recebido pelo transdutor. Como pode ser visto a partir da figura, o sinal de eco é uma pergunta ligeiramente distorcida. O sinal, mas sua forma de onda envelope é a mesma que o código PN transmitido (ou seja, o sinal de eco tem a mesma codificação do sinal transmitido). Como a amplitude do sinal de eco refletida pelo alvo próximo é grande, o sinal de eco pode ser distinguido pelo método de detecção de limiar comum. Portanto, um código \"1 \" é adicionado à extremidade frontal do código PN para facilitar a detecção direta do sinal de eco de grande valor.

A precisão da medição é analisada como a velocidade de propagação da onda ultrassônica, e F é a frequência de amostragem dosensor de medição de distância ultra-sônica.

Quando a frequência de amostragem é definida como 10 kHz, a resolução do sistema é 0. 017 m. De acordo com o método de estimativa de precisão geral, a precisão do sistema de alcance ultrassônico pode atingir ± 0. 05m. Se a frequência de amostragem for aumentada dez vezes, a precisão do sistema de fúria também aumentará em dez vezes. No entanto, a precisão do sistema de alcance ultrassônico também é afetada por mudanças na velocidade do som. A velocidade do som no ar está relacionada à temperatura, turbulência, umidade e pressão, e a mudança de temperatura tem o efeito mais significativo na velocidade do som. Uma mudança de temperatura de 10 ° C faz com que uma alteração na velocidade do som seja cerca de 1,8%. O erro de medição da temperatura é controlado dentro de ± 0,1%. Se o transdutor ultra-sônico tiver uma distância de trabalho de 40 m, o erro de medição da escala total é de ± 0,04 m, que é da mesma ordem de magnitude que o erro de medição determinado pela resolução dosensor de distância ultra-sônica de longo alcance. Portanto, é impossível melhorar a precisão da medição do sistema de alcance ultrassônico simplesmente aumentando a frequência de amostragem do sistema e ignorando a precisão do sensor de temperatura.

O método tradicional de variação ultra-sônica do método de detecção de valor fechado tem baixo ganho de processamento e só pode ser usado para medir os fortes sinais de eco. Qual pode ser usado para detectar sinais fracos. Portanto, a detecção de sinais fracos deve ser resolvida por meio de teorias e métodos de outras disciplinas (como princípios de comunicação). que introduz o princípio básico e a função da tecnologia de modulação e demodulação no sistema de comunicação. Usando a equivalência entre o método de correlação digital e o filtro correspondente, a aplicação da convolução (ou seja, método de detecção de correspondência) é usada para calcular o tempo de pico da função de correlação cruzada e fórmula de correção; A fim de melhorar a velocidade do algoritmo de correlação do envelope, o algoritmo variando rápido baseado no método de correlação de duas etapas é deduzido e realizado; O método de desmodulação quadrado envelope com efeito de demodulação síncrono e o algoritmo de correlação digital baseado em código pseudo-aleatório são introduzidos. Com base nisso, a aplicação do código pseudo-aleatório Peça ao sinal de modulação para realizar a tecnologia de demodulação coerente da PSK, que pode realizar a tecnologia complexa de espalhamento ultra-sônico, com hardware simples, que não apenas melhora a capacidade anti-interferência deTransdutor de medição de distância ultra-sônica. O custo é reduzido. Finalmente, a influência da temperatura ambiente e da frequência de amostragem sobre a precisão do variamento ultrassônico e suas contramedidas são brevemente analisadas.