Algoritma demodulasi transduser sistem julat ultrasonik

 Untuk meningkatkan keupayaan anti-gangguan dan ketepatan pengukuran sistem julat ultrasonik , PN yang dipilih dengan betul boleh digunakan. Kod ini menggantikan isyarat nadi tunggal sebagai maklumat yang dikodkan. Isyarat hingar tidak berkorelasi dengan maklumat yang dikodkan boleh ditapis dengan mengira fungsi korelasi silang isyarat gema; dan isyarat gangguan dikaitkan dengan isyarat yang dikodkan boleh ditindas dengan menentukan pusat kontur fungsi korelasi silang berhampiran puncak. Dalam pelaksanaan khusus, kod PN frekuensi rendah pertama kali dimodulasi dengan pusat transduser frekuensi resonans frekuensi tinggi yang isyarat pembawa digunakan transduser oleh 'kawalan logik & penguat kuasa'. Oleh kerana ciri frekuensi transduser adalah serupa dengan penapis laluan jalur yang frekuensi pusatnya dimatikan, isyarat gelombang persegi boleh digunakan dan bukannya isyarat termodulat kosinus untuk memudahkan struktur perkakasan sistem. Transduser piezoelektrik boleh dipadankan impedans untuk menjana resonans di bawah pengujaan isyarat gelombang persegi, atau fungsi kawalan keuntungan automatik boleh ditambah pada litar penerima ultrasonik untuk menyekat fenomena gema yang disebabkan oleh isyarat pengujaan.

  Isyarat input daripada transduser jarak ultrasonik dan isyarat keluaran penerima ultrasonik (isyarat ASK). Dalam kod PN, T6 ialah lebar simbol dan lebar jalur 3dBnya ialah 1 / (3Tb). Oleh kerana lebar jalur transduser adalah kira-kira 4 kHz, agar isyarat dapat melalui transduser dengan lancar, ia adalah isyarat gema yang diterima oleh transduser. Seperti yang dapat dilihat daripada rajah, isyarat gema ialah ASK yang sedikit herot. Isyarat, tetapi bentuk gelombang sampulnya adalah sama dengan kod PN yang dihantar (iaitu, isyarat gema mempunyai pengekodan yang sama seperti isyarat yang dihantar). Oleh kerana amplitud isyarat gema yang dipantulkan oleh sasaran dekat adalah besar, isyarat gema boleh dibezakan dengan kaedah pengesanan ambang biasa. Oleh itu, kod '1' ditambahkan pada hujung hadapan kod PN untuk memudahkan pengesanan terus isyarat gema nilai besar.

Ketepatan pengukuran dianalisis sebagai kelajuan perambatan gelombang ultrasonik, dan f ialah kekerapan pensampelan bagi sensor pengukuran jarak ultrasonik.

     Apabila kekerapan pensampelan ditetapkan kepada 10 kHz, resolusi daripada sistem ialah 0. 017 m. Mengikut kaedah anggaran ketepatan am, ketepatan sistem julat ultrasonik boleh mencapai ± 0. 05m. Jika kekerapan pensampelan dinaikkan sepuluh kali ganda, ketepatan sistem julat juga akan meningkat sepuluh kali ganda. Walau bagaimanapun, ketepatan sistem julat ultrasonik juga dipengaruhi oleh perubahan dalam kelajuan bunyi. Kelajuan bunyi di udara adalah berkaitan dengan suhu, pergolakan, kelembapan dan tekanan, dan perubahan suhu mempunyai kesan yang paling ketara terhadap kelajuan bunyi. Perubahan suhu 10 °C menyebabkan perubahan halaju bunyi adalah kira-kira 1.8%. Ralat pengukuran suhu dikawal dalam ± 0.1%. Jika transduser ultrasonik mempunyai jarak kerja 40 m, ralat pengukuran skala penuh ialah ± 0.04 m, iaitu susunan magnitud yang sama dengan ralat pengukuran yang ditentukan oleh resolusi sensor jarak ultrasonik jarak jauh . Oleh itu, adalah mustahil untuk meningkatkan ketepatan pengukuran sistem julat ultrasonik hanya dengan meningkatkan kekerapan pensampelan sistem dan mengabaikan ketepatan sensor suhu.

Kaedah julat ultrasonik tradisional kaedah pengesanan nilai tertutup mempunyai keuntungan pemprosesan yang rendah dan hanya boleh digunakan untuk mengukur isyarat gema yang kuat .yang boleh digunakan untuk mengesan isyarat lemah. Oleh itu, pengesanan isyarat yang lemah mesti diselesaikan dengan cara teori dan kaedah disiplin lain (seperti prinsip komunikasi). yang memperkenalkan prinsip asas dan fungsi teknologi modulasi dan penyahmodulasi dalam sistem komunikasi. Dengan menggunakan kesetaraan antara kaedah korelasi digital dan penapis dipadankan, aplikasi lilitan (iaitu kaedah pengesanan padanan) digunakan untuk mengira masa puncak fungsi korelasi silang dan formula pembetulan; untuk meningkatkan kelajuan algoritma korelasi sampul surat, algoritma julat pantas berdasarkan kaedah korelasi dua langkah disimpulkan dan direalisasikan; kaedah penyahmodulasi sampul empat segi dengan kesan penyahmodulatan segerak dan algoritma korelasi digital berdasarkan kod rawak pseudo diperkenalkan. Atas dasar ini, aplikasi isyarat modulasi ASK kod pseudo-rawak untuk merealisasikan teknologi penyahmodulasi koheren PSK dicadangkan, yang boleh merealisasikan teknologi julat spektrum sebaran ultrasonik yang kompleks dengan perkakasan mudah, yang bukan sahaja meningkatkan keupayaan anti-gangguan transduser pengukur jarak ultrasonik . Kos dikurangkan. Akhir sekali, pengaruh suhu ambien dan kekerapan pensampelan pada ketepatan julat ultrasonik dan tindakan balasnya dianalisis secara ringkas.