Algorithme de démodulation du transducteur du système ultrasonique

Afin d'améliorer la capacité anti-interférence et la précision de mesure duSystème de tâtonnement à ultrasons, un PN sélectionné de manière appropriée peut être utilisé. Le code remplace le signal d'impulsion unique comme information codée. Le signal de bruit n'est pas corrélé avec les informations codées peuvent être filtrées en calculant la fonction de corrélation croisée du signal d'écho; et le signal d'interférence est associé au signal codé peut être supprimé en déterminant le centre de contour de la fonction de corrélation croisée près du pic. Dans une implémentation spécifique, le code PN basse fréquence est d'abord modulé avec un centre de transducteur de fréquence de résonance à haute fréquence dont le signal porteur est appliqué transducteur par un \"amplificateur de commande logique et de puissance \". Étant donné que les caractéristiques de fréquence du transducteur sont similaires à celles du filtre passe-bande dont la fréquence centrale est désactivée, le signal d'onde carré peut être utilisé à la place du signal modulé en cosinus pour simplifier la structure matérielle du système. Le transducteur piézoélectrique peut être apparié d'impédance pour générer une résonance sous l'excitation du signal d'onde carré, ou une fonction de contrôle automatique du gain peut être ajoutée au circuit de réception à ultrasons pour supprimer le phénomène de réverbération causé par le signal d'excitation.

Le signal d'entrée dutransducteur à distance à ultrasonset le signal de sortie du récepteur à ultrasons (signal de demande). Dans le code PN, T6 est la largeur du symbole et sa bande passante 3DB est 1 / (3TB). Étant donné que la bande passante du transducteur est d'environ 4 kHz, afin que le signal passe en douceur dans le transducteur, c'est le signal d'écho reçu par le transducteur. Comme le montre la figure, le signal d'écho est une demande légèrement déformée. Le signal, mais sa forme d'onde d'enveloppe est la même que le code PN transmis (c'est-à-dire que le signal d'écho a le même codage que le signal transmis). Étant donné que l'amplitude du signal d'écho reflété par la cible proche est grande, le signal d'écho peut être distingué par la méthode de détection de seuil ordinaire. Par conséquent, un code \"1 \" est ajouté à l'extrémité avant du code PN pour faciliter la détection directe du signal d'écho à grande valeur.

La précision de mesure est analysée comme la vitesse de propagation de l'onde ultrasonique, et F est la fréquence d'échantillonnage ducapteur de mesure de distance à ultrasons.

Lorsque la fréquence d'échantillonnage est définie à 10 kHz, la résolution du système est de 0. 017 m. Selon la méthode d'estimation de la précision générale, la précision du système de tâtonnerie à ultrasons peut atteindre ± 0. 05m. Si la fréquence d'échantillonnage augmente dix fois, la précision du système de télémétrie augmentera également de dix fois. Cependant, la précision du système ultrasonique de la part de la direction est également affectée par les changements dans la vitesse du son. La vitesse du son dans l'air est liée à la température, à la turbulence, à l'humidité et à la pression, et le changement de température a l'effet le plus significatif sur la vitesse du son. Un changement de température de 10 ° C provoque un changement dans la vitesse du son est d'environ 1,8%. L'erreur de mesure de la température est contrôlée à ± 0,1%. Si le transducteur à ultrasons a une distance de travail de 40 m, l'erreur de mesure de la pleine échelle est de ± 0,04 m, ce qui est du même ordre de grandeur que l'erreur de mesure déterminée par la résolution de lacapteur à distance à ultrasons à longue portée. Par conséquent, il est impossible d'améliorer la précision de mesure du système de tâches à ultrasons simplement en augmentant la fréquence d'échantillonnage du système et en ignorant la précision du capteur de température.

La méthode traditionnelle ultrasonique de la méthode de détection de valeurs fermées a un faible gain de traitement et ne peut être utilisée que pour mesurer de forts signaux d'écho. Qui peuvent être utilisés pour détecter les signaux faibles. Par conséquent, la détection de signaux faibles doit être résolue au moyen de théories et de méthodes d'autres disciplines (telles que les principes de communication). qui introduit le principe et la fonction de base de la technologie de modulation et de démodulation dans le système de communication. En utilisant l'équivalence entre la méthode de corrélation numérique et le filtre correspondant, l'application de la convolution (c.-à-d. La méthode de détection de correspondance) est utilisée pour calculer le temps de pic de la fonction de corrélation croisée et la formule de correction; Afin d'améliorer la vitesse de l'algorithme de corrélation de l'enveloppe, l'algorithme de diffusion rapide basé sur la méthode de corrélation en deux étapes est déduit et réalisé; La méthode de démodulation de l'enveloppe carrée avec effet de démodulation synchrone et l'algorithme de corrélation numérique basé sur le code pseudo-aléatoire sont introduits. Sur la base de cela, l'application du code de modulation de code pseudo-aléatoire pour réaliser que la technologie de démodulation cohérente PSK est proposée, qui peut réaliser une technologie complexe de spectre de propagation ultrasonique avec un matériel simple, ce qui non seulement améliore la capacité anti-interférence de la capacité de l'interférence de la capacité d'interférence deDistance à ultrasons mesurant le transducteur. Le coût est réduit. Enfin, l'influence de la température ambiante et de la fréquence d'échantillonnage sur la précision de l'adaptation ultrasonique et de ses contre-mesures est brièvement analysée.