Algoritmo de demodulación del transductor de sistema de rango ultrasónico

Con el fin de mejorar la capacidad de la capacidad anti-interferencia y la precisión de medición de laSistema de rango ultrasónicoSe puede usar un PN seleccionado apropiadamente. El código reemplaza la señal de pulso única como la información codificada. La señal de ruido no se correlaciona con la información codificada, se puede filtrar calculando la función de correlación cruzada de la señal ECHO; y la señal de interferencia está asociada con la señal codificada puede suprimirse determinando el centro de contorno de la función de correlación cruzada cerca del pico. En una implementación específica, el código PN de baja frecuencia se modula por primera vez con un centro de transductor de frecuencia resonante de alta frecuencia que la señal portadora se aplica transductor mediante un \"Logic Control & Power Amplifier \". Dado que las características de frecuencia del transductor son similares a las del filtro de paso de banda cuya frecuencia central está apagada, la señal de onda cuadrada se puede usar en lugar de la señal modulada de coseno para simplificar la estructura de hardware del sistema. El transductor piezoeléctrico puede ser compatible con la impedancia para generar resonancia bajo la excitación de la señal de onda cuadrada, o se puede agregar una función de control de ganancia automática al circuito de recepción ultrasónico para suprimir el fenómeno de reverberación causado por la señal de excitación.

La señal de entrada de laTransductor de distancia ultrasónicay la señal de salida del receptor de ultrasonidos (señal ASK). En el código de PN, T6 es la anchura símbolo y su ancho de banda de 3 dB es 1 / (3 TB). Dado que el ancho de banda del transductor es de aproximadamente 4 kHz, para que la señal pase a través del transductor sin problemas, es la señal de eco recibida por el transductor. Como puede verse en la figura, la señal de eco es una ligeramente distorsionada ASK. La señal, pero su forma de onda envolvente es el mismo que el código de PN de transmisión (es decir, la señal de eco tiene la misma codificación que la señal transmitida). Dado que la amplitud de la señal de eco reflejada por el blanco cierre es grande, la señal de eco se puede distinguir por el método de detección de umbral ordinario. Por lo tanto, se añade un \"1 \" código para el extremo delantero del código PN para facilitar la detección directa de la señal de eco de gran valor.

La precisión de la medición se analiza como la velocidad de propagación de la onda ultrasónica, y f es la frecuencia de muestreo de laSensor de medición de distancia ultrasónica.

Cuando la frecuencia de muestreo es ajustado a 10 kHz, la resolución del sistema es 0. 017 m. De acuerdo con el método general de estimación de la precisión, la exactitud del sistema que van ultrasónica puede alcanzar ± 0. 05m. Si la frecuencia de muestreo se aumenta diez veces, la precisión del sistema que van también aumentará por diez veces. Sin embargo, la precisión del sistema que van de ultrasonidos también se ve afectada por los cambios en la velocidad del sonido. La velocidad del sonido en el aire es relacionada con la temperatura, la turbulencia, la humedad y la presión, y el cambio de temperatura tiene el efecto más significativo sobre la velocidad del sonido. Un cambio de temperatura de 10 ° C provoca un cambio en la velocidad del sonido es de aproximadamente 1,8%. El error de medición de la temperatura se controla dentro de ± 0,1%. Si el transductor ultrasónico tiene una distancia de trabajo de 40 m, el error de medición de la escala completa es de ± 0,04 m, que es del mismo orden de magnitud que el error de medición determinado por la resolución de lasensor de distancia ultrasónico de largo alcance. Por lo tanto, es imposible mejorar la precisión de medición del sistema que van ultrasónica simplemente aumentando la frecuencia de muestreo del sistema y haciendo caso omiso de la exactitud del sensor de temperatura.

El método tradicional de rango ultrasónico para el método de detección de valor cerrado tiene una ganancia de bajo procesamiento y solo se puede usar para medir señales de eco fuertes. Lo que se puede usar para detectar señales débiles. Por lo tanto, la detección de señales débiles debe resolverse mediante teorías y métodos de otras disciplinas (como los principios de comunicación). Lo que introduce el principio y la función básica de la tecnología de modulación y demodulación en el sistema de comunicación. Al utilizar la equivalencia entre el método de correlación digital y el filtro coincidente, la aplicación de la convolución (es decir, el método de detección de coincidencia) se usa para calcular la hora máxima de la función de correlación cruzada y la fórmula de corrección; Para mejorar la velocidad del algoritmo de correlación del sobre, el algoritmo de rango rápido basado en el método de correlación de dos pasos se deduce y realiza; El método de demodulación del sobre cuadrado con efecto de demodulación síncrona y el algoritmo de correlación digital basado en el código pseudo-aleatorio se introducen. Sobre la base de esto, la aplicación de la señal pseudo-aleatoria solicita la señal de modulación para realizar la tecnología de demodulación coherente PSK, se propone la tecnología, que puede realizar una tecnología ultrasónica compleja que varía con hardware simple, que no solo mejora la capacidad anti-interferencia deTransductor de medición de distancia ultrasónica. El costo se reduce. Finalmente, la influencia de la temperatura ambiente y la frecuencia de muestreo en la precisión de rango ultrasónico y sus contramedidas se analizan brevemente.