Demodulační algoritmus snímače ultrazvukového zaměřovacího systému

 Aby se zlepšila odolnost proti rušení a přesnost měření ultrazvukového měřícího systému , lze použít vhodně zvolený PN. Kód nahrazuje signál jediného pulzu jako zakódovanou informaci. Signál šumu nekoreluje se zakódovanou informací, lze jej filtrovat výpočtem funkce vzájemné korelace signálu ozvěny; a interferenční signál spojený s kódovaným signálem lze potlačit určením středu obrysu funkce vzájemné korelace blízko vrcholu. Ve specifické implementaci je nízkofrekvenční PN kód nejprve modulován středem vysokofrekvenčního rezonančního frekvenčního měniče, jehož nosný signál je aplikován na měnič pomocí 'logického řízení a výkonového zesilovače'. Vzhledem k tomu, že frekvenční charakteristiky převodníku jsou podobné charakteristikám pásmové propusti, jejíž střední frekvence je vypnutá, lze pro zjednodušení hardwarové struktury systému použít místo kosinusově modulovaného signálu obdélníkový signál. Piezoelektrický měnič může být impedančně přizpůsoben tak, aby generoval rezonanci při buzení obdélníkového signálu, nebo může být do ultrazvukového přijímacího obvodu přidána funkce automatického řízení zisku pro potlačení jevu dozvuku způsobeného excitačním signálem.

  Vstupní signál ultrazvukový snímač vzdálenosti a výstupní signál ultrazvukového přijímače (signál ASK). V PN kódu je T6 šířka symbolu a jeho 3dB šířka pásma je 1 / (3Tb). Protože šířka pásma převodníku je asi 4 kHz, aby signál procházel převodníkem hladce, jedná se o echo signál přijímaný převodníkem. Jak je vidět z obrázku, echo signál je mírně zkreslený ASK. Signál, ale jeho obálkový tvar vlny je stejný jako vysílaný PN kód (tj. echo signál má stejné kódování jako vysílaný signál). Protože amplituda signálu ozvěny odraženého blízkým cílem je velká, lze signál ozvěny rozlišit běžnou metodou prahové detekce. Proto je na přední konec PN kódu přidán kód '1', aby se usnadnila přímou detekce signálu velké hodnoty ozvěny.

Přesnost měření je analyzována jako rychlost šíření ultrazvukové vlny a f je vzorkovací frekvence ultrazvukové vlny ultrazvukový senzor pro měření vzdálenosti.

     Když je vzorkovací frekvence nastavena na 10 kHz, rozlišení ze systému je 0,017 m. Podle obecné metody odhadu přesnosti může přesnost ultrazvukového zaměřovacího systému dosáhnout ± 0,05 m. Pokud se vzorkovací frekvence zvýší desetkrát, přesnost zaměřovacího systému se také desetkrát zvýší. Přesnost ultrazvukového zaměřovacího systému je však ovlivněna také změnami rychlosti zvuku. Rychlost zvuku ve vzduchu souvisí s teplotou, turbulencí, vlhkostí a tlakem a nejvýraznější vliv na rychlost zvuku má změna teploty. Změna teploty o 10 °C způsobí změnu rychlosti zvuku asi o 1,8 %. Chyba měření teploty je řízena v rozmezí ± 0,1 %. Pokud má ultrazvukový snímač pracovní vzdálenost 40 m, je chyba měření v plném rozsahu ±0,04 m, což je řádově stejné jako chyba měření určená rozlišením ultrazvukový senzor vzdálenosti s dlouhým dosahem . Proto je nemožné zlepšit přesnost měření ultrazvukového zaměřovacího systému pouhým zvýšením vzorkovací frekvence systému a ignorováním přesnosti teplotního senzoru.

Tradiční ultrazvuková metoda detekce s uzavřenou hodnotou má nízký zisk zpracování a lze ji použít pouze k měření silných echo signálů, které lze použít k detekci slabých signálů. Detekce slabých signálů proto musí být řešena pomocí teorií a metod jiných oborů (např. principy komunikace). který představuje základní princip a funkci modulační a demodulační technologie v komunikačním systému. Použitím ekvivalence mezi metodou digitální korelace a přizpůsobeným filtrem se použije aplikace konvoluce (tj. metoda detekce shody) pro výpočet doby špičky funkce vzájemné korelace a korekčního vzorce; pro zlepšení rychlosti algoritmu obálkové korelace je odvozen a realizován algoritmus rychlého dosahování založený na dvoukrokové korelační metodě; je představena metoda demodulace čtvercové obálky se synchronním demodulačním účinkem a algoritmus digitální korelace založený na pseudonáhodném kódu. Na základě toho je navržena aplikace pseudonáhodného kódu modulačního signálu ASK pro realizaci technologie koherentní demodulace PSK, která dokáže realizovat komplexní technologii ultrazvukového rozprostření spektra s jednoduchým hardwarem, což nejen zlepšuje odolnost proti rušení ultrazvukový snímač vzdálenosti . Náklady jsou sníženy. Nakonec je stručně analyzován vliv okolní teploty a vzorkovací frekvence na přesnost ultrazvukového zaměření a jeho protiopatření.