محول طاقة بالموجات فوق الصوتية مع انخفاض نسبة الإشارة إلى الضوضاء (SNR) والتحليل الطيفي

محول طاقة بالموجات فوق الصوتية بمعدل SNR منخفض ومعدلات أخذ عينات منخفضة بناءً على وظيفة الارتباط المتبادل. الطريقة المحددة هي كما يلي: يتم استخدام إشارة الموجات فوق الصوتية المرسلة من قبل جهاز الإرسال كإشارة مرجعية، ويتم أخذ عينات من إخراج جهاز الاستقبال على الفور في نهاية كل إرسال للموجة فوق الصوتية، ويتم حساب وظيفة الارتباط المتبادل بين قيمة العينة والإشارة المرجعية. إذا كانت وظيفة الارتباط المتبادل لها قيمة ذروة، فإن القيمة التي تم أخذ عينات منها هي إشارة الصدى التي يتلقاها محول الطاقة، ويمكن حساب نطاق الوقت وفقًا للحظة التي تظهر فيها ذروة الارتباط. تستخدم طريقة تقدير الارتباط (المعروفة أيضًا باسم كاشف التطابق) كلا من سعة إشارة الصدى وشكل إشارة الصدى. إذا لم يكن الشكل الموجي لإشارة الصدى مشوهًا بشكل أساسي، وكانت الضوضاء المتراكبة على إشارة الصدى عبارة عن ضوضاء بيضاء غاوسية، فإن دقة تقدير التأخير وحساسية طريقة تقدير الارتباط أعلى من طريقة اكتشاف العتبة. في السنوات العشر الماضية، نشر الباحثون الأجانب المحليون العديد من خوارزميات تقدير الارتباط المحسنة. يمكن لخوارزمية تقدير ارتباط التأخير السريع المقترحة المستندة إلى مبدأ الاستيفاء تحقيق حساب ارتباط رقمي يبلغ 256 نقطة في lms باستخدام شريحة معالجة الإشارات الرقمية العادية (DSP)، لا يضمن محول قياس المسافة دقة نطاق النظام فحسب، بل يعمل أيضًا على تحسين الوقت الفعلي للنظام.

أولاً، يتضمن نموذج إشارة الصدى معلمات التأخير وإزاحة التردد الخطي والضوضاء المضافة، ثم يتم استخدام معيار الاحتمال الأقصى لتقدير معلمات التأخير في النموذج. تظهر التجارب أنه حتى لو كان شكل موجة الصدى به تشويه غير معروف، فإنه أيضًا لا يقلل بشكل كبير من دقة تقدير التأخير للخوارزمية، مما يشير إلى أن هذه الخوارزمية القائمة على النموذج أفضل من طريقة تقدير الارتباط العادية. بالإضافة إلى ذلك، هناك العديد من التحسينات الأخرى أو طرق التقدير المتعلقة بالتأخير الممتد. على سبيل المثال، تعتمد طريقة تقدير ارتباط التأخير على تحويل هيلبرت، وطريقة تقدير ارتباط التأخير يحتوي مستشعر قياس المسافة بالموجات فوق الصوتية على خوارزمية تقدير تأخير الارتباط، وخوارزمية الارتباط المتعامد للتأخير القائم على الكود العشوائي الزائف، وطريقة تأخير الكود العشوائي الزائف في خطوتين. يمكن لخوارزميات تقدير ارتباط الحالة غير الطبيعية أن تقلل بشكل كبير من تأثير التداخل الخارجي على دقة تقدير تأخير طريقة الارتباط. تأخذ العديد من هذه الخوارزميات أيضًا في الاعتبار مشكلة الوقت الفعلي لتنفيذ النظام.