Vijesti

Vi ste ovdje: Dom / Vijesti / Informacije o ultrazvučnom sondi / ultrazvučni pretvarač raspona s niskim SNR i spektralnom analizom

ultrazvučni pretvarač raspona s niskim SNR i spektralnom analizom

Pregleda: 13 Autor: Urednik stranice Vrijeme objave: 29.08.2018. Izvor: stranica

Raspitajte se

Ultrazvučni pretvarač raspona pri niskom SNR i niskim stopama uzorkovanja na temelju funkcije unakrsne korelacije. Specifična metoda je sljedeća: ultrazvučni signal koji šalje odašiljač koristi se kao referentni signal, a izlaz prijemnika odmah se uzorkuje na kraju svakog prijenosa ultrazvučnog vala, te se izračunava funkcija unakrsne korelacije između vrijednosti uzorka i referentnog signala. Ako funkcija unakrsne korelacije ima vršnu vrijednost, uzorkovana vrijednost je signal odjeka koji prima sonda, a vrijeme raspona može se izračunati prema trenutku kada se pojavi vršna korelacija. Metoda procjene korelacije (poznata i kao detektor podudaranja) koristi i amplitudu signala jeke i oblik signala jeke. Ako valni oblik signala odjeka u osnovi nije izobličen, a šum superponiran na signal odjeka je Gaussov bijeli šum, tada su točnost procjene kašnjenja i osjetljivost metode procjene korelacije veće od metode detekcije praga. U posljednjih desetak godina domaći inozemni znanstvenici objavili su mnoge poboljšane algoritme za procjenu korelacije. Predloženi algoritam za procjenu korelacije s brzim kašnjenjem koji se temelji na principu interpolacije može realizirati izračun digitalne korelacije od 256 točaka u lms pomoću običnog čipa za digitalnu obradu signala (DSP), Pretvornik za mjerenje udaljenosti ne samo da osigurava točnost dometa sustava, već i poboljšava stvarno vrijeme sustava.

Prvo, model signala odjeka uključuje parametre kašnjenja, uspostavlja se linearni pomak frekvencije i aditivni šum, a zatim se koristi kriterij najveće vjerojatnosti za procjenu parametara kašnjenja u modelu. Eksperimenti pokazuju da čak i ako valni oblik odjeka ima nepoznato izobličenje, to također ne smanjuje bitno točnost procjene kašnjenja algoritma, što ukazuje da je ovaj algoritam temeljen na modelu bolji od obične metode procjene korelacije. Osim toga, postoje mnoga druga poboljšanja ili produžene metode procjene povezane s kašnjenjem. Na primjer, metoda procjene korelacije kašnjenja koja se temelji na Hilbertovoj transformaciji, metoda procjene korelacije kašnjenja ultrazvučni senzor za mjerenje udaljenosti ima algoritam za procjenu kašnjenja korelacije, algoritam ortogonalne korelacije temeljen na pseudoslučajnom kodu i dvostepene metode kašnjenja pseudoslučajnog koda. Ovi algoritmi za procjenu korelacije abnormalnog stanja mogu uvelike smanjiti utjecaj vanjskih smetnji na točnost procjene kašnjenja metode korelacije. Mnogi od ovih algoritama također uzimaju u obzir problem implementacije sustava u stvarnom vremenu.

Metoda linijske analize koristi brzu Fourierovu transformaciju (FFT) za izvođenje spektralne analize signala odjeka kako bi se utvrdilo postoji li. Signal odjeka ima isti frekvencijski spektar kao ultrazvučni val koji prenosi sonda, čime se određuje vrijeme pojavljivanja signala odjeka. U uvjetima izuzetno niskog omjera signala i šuma, korištenje algoritma spektralne analize za otkrivanje signala odjeka pomaže smanjiti vjerojatnost lažnog alarma. Međutim, algoritam analize spektra ima veliku količinu izračuna i nije lako dobiti visoku točnost procjene kašnjenja. Stoga se ultrazvučni pretvornik za mjerenje udaljenosti u zračnom mediju rijetko primjenjuje.

Algoritam spektralne analize i primjena adaptivnog pojačivača u podvodni ultrazvučni senzor udaljenosti . navedeni su Na temelju istih načela određivanja udaljenosti i pravca, ti se algoritmi mogu prenijeti u zračni sonar bez modifikacija. Kvadratna frekvencijska domena je prilagodljiva modelu procjene vremenskog kašnjenja i predlaže se algoritam procjene vremenskog kašnjenja koji se temelji na modelu. U slučaju niskog SNR-a, ovaj adaptivni algoritam u frekvencijskom akustičkom mjernom sustavu ima dobru sposobnost procjene kašnjenja. Još jedna metoda procjene vremenskog kašnjenja s velikom računskom složenošću je procjena adaptivnog vremenskog kašnjenja metodom najmanjeg srednjeg kvadrata. Specifična metoda implementacije je sljedeća: ultrazvučni signal koji emitira sonda koristi se kao referentni signal, a eho signal (primljeni signal) dodaje se na prednji kraj. Iznos odgode kontinuiranim podešavanjem iznosa je varijanca između signala odjeka i referentnog signala nakon što LMS algoritam dosegne minimalnu vrijednost, a iznos odgode u ovom trenutku je vrijeme raspona. Ovaj algoritam je ekvivalentan učinku uklanjanja buke kanala pomoću adaptivnog transverzalnog filtra i izvodi funkciju adaptivnog izjednačavanja kanala. Ne mora unaprijed znati statističke karakteristike buke kanala, sonda ultrazvučnog senzora tekućine ne treba uzeti u obzir problem izobličenja valnog oblika odjeka. Bolja metoda procjene vremenskih kašnjenja. Poznati softver Matlab također daje demonstraciju simulacije LMS-a koji je prilagodljiv za algoritam procjene. Specifična metoda je referentni signal nakon što se LMS algoritam usporedi sa signalom odjeka, kada srednja kvadratna pogreška dosegne minimum, transverzalni filtar pretpostavlja da iznos odgode odgovara maksimalnoj vrijednosti među težinskim koeficijentima N veza odgode je vrijeme raspona. Ne postoji bitna razlika između dva algoritma za procjenu kašnjenja, od kojih oba koriste karakteristike jedne frekvencije ultrazvučnog vala, ali potonji zahtijeva da iznos kašnjenja koji odgovara N vezama kašnjenja transverzalnog filtra mora biti veći od vremena raspona.