Berita

Anda di sini: Rumah / Berita / Maklumat Transduser Ultrasonik / transduser julat ultrasonik dengan analisis SNR dan spektrum rendah

transduser julat ultrasonik dengan analisis SNR dan spektrum rendah

Pandangan: 13 Pengarang: Editor Tapak Masa Terbit: 2018-08-29 Asal: tapak

Tanya

Transduser julat ultrasonik pada SNR rendah dan kadar persampelan rendah berdasarkan fungsi korelasi silang. Kaedah khusus adalah seperti berikut isyarat ultrasonik yang dihantar oleh pemancar digunakan sebagai isyarat rujukan, dan output penerima segera disampel pada akhir setiap penghantaran gelombang ultrasonik, dan fungsi korelasi silang antara nilai sampel dan isyarat rujukan dikira. Jika fungsi korelasi silang mempunyai nilai puncak, nilai sampel ialah isyarat gema yang diterima oleh transduser, dan masa julat boleh dikira mengikut saat apabila puncak korelasi muncul. Kaedah anggaran korelasi (juga dikenali sebagai pengesan padanan) menggunakan kedua-dua amplitud isyarat gema dan bentuk isyarat gema. Jika bentuk gelombang isyarat gema pada asasnya tidak diherotkan, dan hingar yang ditindih pada isyarat gema ialah hingar putih Gaussian, maka ketepatan anggaran kelewatan dan kepekaan kaedah anggaran korelasi adalah lebih tinggi daripada kaedah pengesanan ambang. Dalam sepuluh tahun yang lalu, sarjana asing domestik telah menerbitkan banyak algoritma penganggaran korelasi yang lebih baik. Algoritma anggaran korelasi kelewatan pantas yang dicadangkan berdasarkan prinsip interpolasi boleh merealisasikan pengiraan korelasi digital 256 mata dalam lms dengan menggunakan cip pemprosesan isyarat digital biasa (DSP), transduser pengukur jarak bukan sahaja memastikan ketepatan julat sistem tetapi juga meningkatkan masa nyata sistem.

Pertama, model isyarat gema termasuk parameter kelewatan, offset frekuensi linear dan hingar tambahan diwujudkan, dan kemudian kriteria kemungkinan maksimum digunakan untuk menganggarkan parameter kelewatan dalam model. Eksperimen menunjukkan bahawa walaupun bentuk gelombang gema mempunyai herotan yang tidak diketahui Ia juga tidak mengurangkan dengan ketara ketepatan anggaran kelewatan algoritma, yang menunjukkan bahawa algoritma berasaskan model ini lebih baik daripada kaedah anggaran korelasi biasa. Di samping itu, terdapat banyak penambahbaikan lain atau kaedah anggaran berkaitan kelewatan lanjutan. Sebagai contoh, kaedah anggaran korelasi kelewatan berdasarkan transformasi Hilbert, kaedah anggaran korelasi kelewatan bagi sensor pengukuran jarak ultrasonik mempunyai algoritma anggaran kelewatan korelasi, algoritma korelasi ortogonal kelewatan berasaskan kod pseudo rawak dan kaedah kelewatan dua langkah kod rawak pseudo. Algoritma anggaran korelasi keadaan tidak normal ini boleh mengurangkan pengaruh gangguan luaran ke atas ketepatan anggaran kelewatan kaedah korelasi. Banyak daripada algoritma ini juga mempertimbangkan masalah masa sebenar pelaksanaan sistem.

Kaedah analisis garisan menggunakan transformasi fourier pantas (FFT) untuk melakukan analisis spektrum pada isyarat gema untuk menentukan sama ada ia wujud. Isyarat gema mempunyai spektrum frekuensi yang sama dengan gelombang ultrasonik yang dihantar oleh transduser, dan dengan itu menentukan pemasaan penampilan isyarat gema. Di bawah keadaan nisbah isyarat-ke-bunyi yang sangat rendah, penggunaan algoritma analisis spektrum untuk mengesan isyarat gema membantu mengurangkan kebarangkalian penggera palsu. Walau bagaimanapun, algoritma analisis spektrum mempunyai jumlah pengiraan yang besar, dan tidak mudah untuk mendapatkan ketepatan anggaran kelewatan yang tinggi. Oleh itu, transduser pengukur jarak ultrasonik dalam medium udara jarang digunakan.

Algoritma analisis spektrum dan aplikasi penambah suai dalam sensor jarak ultrasonik bawah air disenaraikan. Berdasarkan prinsip julat dan mencari arah yang sama, algoritma ini boleh dipindahkan ke dalam sonar udara tanpa pengubahsuaian. Domain frekuensi kuadratik adalah penyesuaian kepada model anggaran kelewatan masa dan algoritma anggaran kelewatan masa adalah berdasarkan model yang dicadangkan. Dalam kes SNR rendah, algoritma penyesuaian dalam sistem pengukuran akustik frekuensi ini mempunyai keupayaan anggaran kelewatan yang baik. Kaedah anggaran kelewatan masa lain dengan kerumitan pengiraan yang besar ialah anggaran kelewatan masa penyesuaian kuasa dua terkecil. Kaedah pelaksanaan khusus adalah seperti berikut isyarat ultrasonik yang dihantar oleh transduser digunakan sebagai isyarat rujukan, dan isyarat gema (isyarat yang diterima) ditambah di hujung hadapan. Jumlah kelewatan dengan melaraskan amaun secara berterusan ialah varians antara isyarat gema dan isyarat rujukan selepas algoritma LMS mencapai nilai minimum, dan jumlah kelewatan pada masa ini ialah masa julat. Algoritma ini bersamaan dengan kesan penyingkiran hingar saluran oleh penapis transversal penyesuaian, dan memainkan fungsi penyamaan saluran penyesuaian. Ia tidak perlu mengetahui ciri statistik bunyi saluran terlebih dahulu, transduser sensor cecair ultrasonik tidak perlu mempertimbangkan masalah herotan bentuk gelombang gema. Kaedah penangguhan masa yang lebih baik. Perisian Matlab yang terkenal juga memberikan demonstrasi simulasi LMS adalah adaptif untuk algoritma anggaran. Kaedah khusus ialah isyarat rujukan selepas algoritma LMS dibandingkan dengan isyarat gema, apabila ralat min kuasa dua mencapai minimum, penapis melintang mengandaikan bahawa jumlah kelewatan adalah sepadan dengan nilai maksimum antara pekali berat pautan lengah N ialah julat masa. Tiada perbezaan penting antara kedua-dua algoritma anggaran kelewatan, yang kedua-duanya menggunakan ciri frekuensi tunggal gelombang ultrasonik, tetapi yang kedua memerlukan jumlah kelewatan yang sepadan dengan pautan lenga N bagi penapis melintang mestilah lebih besar daripada julat masa.