سیستم مبدل برد مافوق صوت دوربرد

تجزیه و تحلیل الگوریتم محدوده التراسونیک

     فرآیند محدوده با استفاده از روش اکو پالس اولتراسونیک تحریک مبدل با سیگنال پالس الکتریکی فرکانس بالا برای ارسال یک سری از مبدل سنسور عمق مافوق صوت ، هنگامی که موج اولتراسونیک در محور صوتی مبدل ملاقات می کند، به یک یا چند هدف می رسد، بخشی از انرژی صوتی به عقب منعکس می شود و روی مبدل عمل می کند، که باعث می شود مبدل سیگنال الکتریکی ضعیفی پیدا کند. پس از تقویت و فیلتر شدن سیگنال، برای پردازش اطلاعات به سیستم ریزپردازنده فرستاده می شود تا زمانی که سیگنال اکو ظاهر می شود مشخص شود و زمان برد موج اولتراسونیک و فاصله هدف متناظر با آن محاسبه می شود و در نتیجه یک دوره محدوده تکمیل می شود. نحوه بهبود عملکرد ضد تداخل و عملکرد بلادرنگ سیستم محدوده اولتراسونیک یک مشکل فنی کلیدی است که هنگام مطالعه الگوریتم‌های پردازش سیگنال اولتراسونیک باید در نظر گرفته شود.

مبدل صوتی سنسور عمق التراسونیک نه تنها در طول فرآیند انتشار تحت تأثیر محیط انتشار قرار می گیرد، بلکه نسبت سیگنال به نویز آن نیز تحت تأثیر عوامل خارجی مانند لرزش، تلاطم هوا و جذب و تضعیف انرژی صوتی قرار می گیرد. آزمایش‌ها نشان می‌دهند که روش سنتی تشخیص آنتالپی زمانی مؤثر است که انرژی سیگنال ارسالی و سیگنال دریافتی در طول فرآیند محدوده اولتراسونیک نسبتاً زیاد باشد. هنگامی که سنسور فاصله دور است، سیگنال اکو تا حد زیادی توسط عوامل خارجی تداخل پیدا می کند. در این زمان، تشخیص مستقیم سیگنال خروجی مبدل پژواک یا نویز برای سیستم محدوده دشوار است. روش سنتی تشخیص ارزش بسته ناموفق است. . خوشبختانه، پوشش سیگنال اکو اساساً با پوشش سیگنال ارسالی یکسان است. بنابراین، با محاسبه تابع همبستگی متقاطع این دو و یافتن لحظه ای که در آن قله ظاهر می شود، محدوده سنسور سنسور عمق زیر آب را می توان تعیین کرد. 

در میان بسیاری از الگوریتم‌های پردازش سیگنال معرفی‌شده، روش تابع همبستگی پوششی هم برای سیگنال‌های ضعیف و هم برای الگوریتم‌های قوی با نرخ نمونه‌برداری پایین مناسب است. به منظور بهبود قابلیت اطمینان الگوریتم محدوده فراصوت، سیگنال پالس باند پایه را می‌توان به عنوان یک سیگنال کدگذاری فرکانس فراصوتی مناسب و با استفاده از سیگنال کدگذاری شده با فرکانس اولتراسونیک مدوله کرد. سیگنال (به آن کد شبه تصادفی یا کد PN گفته می شود). را مبدل آکوستیک زیر آب برای انتقال سیگنال رمزگذاری شده اولتراسونیک به خارج فرستاده می شود. در بیشتر موارد، سیگنال تداخل خارجی به سیگنال کدگذاری شده ارسال شده مرتبط نیست. بنابراین، با محاسبه تابع همبستگی پوشش سیگنال رمزگذاری شده و سیگنال اکو، سیگنال تداخل خارجی مخلوط شده در سیگنال اکو را می توان حذف یا به حداقل رساند، در نتیجه به تشخیص سیگنال ضعیف با نسبت سیگنال به نویز منفی رسید. بدیهی است که طول طولانی تر، شبه تصادفی بزرگ تر است. عملکرد، و بهره پردازش بالاتر از سیستم محدوده، منطقه کور از سیستم نیز بر این اساس افزایش می یابد. بنابراین، برای اندازه گیری تقاضا و انتخاب یک دنباله شبه تصادفی با طول مناسب، باید بر اساس واقعی باشد.