Algoritmul de demodulare al traductorului sistemului cu ultrasunete

 Pentru a îmbunătăți capacitatea anti-interferență și precizia de măsurare a Sistem de măsurare cu ultrasunete , poate fi utilizat un PN selectat corespunzător. Codul înlocuiește semnalul unic de impuls ca informație codificată. Semnalul de zgomot este necorelat cu informația codificată poate fi filtrată prin calcularea funcției de corelare încrucișată a semnalului de ecou; iar semnalul de interferență este asociat cu semnalul codificat poate fi suprimat prin determinarea centrului de contur al funcției de corelație încrucișată în apropierea vârfului. Într-o implementare specifică, codul PN de joasă frecvență este mai întâi modulat cu un centru traductor de frecvență rezonantă de înaltă frecvență, căruia semnalul purtător este aplicat traductorului de către un „control logic și amplificator de putere”. Deoarece caracteristicile de frecvență ale traductorului sunt similare cu cele ale filtrului trece-bandă a cărui frecvență centrală este oprită, semnalul undei pătrate poate fi utilizat în locul semnalului modulat cosinus pentru a simplifica structura hardware a sistemului. Traductorul piezoelectric poate fi adaptat la impedanța pentru a genera rezonanță sub excitarea semnalului undei pătrate sau o funcție de control automat al câștigului poate fi adăugată la circuitul de recepție cu ultrasunete pentru a suprima fenomenul de reverberație cauzat de semnalul de excitare.

  Semnalul de intrare al traductorul de distanță ultrasonic și semnalul de ieșire al receptorului ultrasonic (semnal ASK). În codul PN, T6 este lățimea simbolului și lățimea de bandă de 3dB este 1 / (3Tb). Deoarece lățimea de bandă a traductorului este de aproximativ 4 kHz, pentru ca semnalul să treacă fără probleme prin traductor, acesta este semnalul de eco primit de traductor. După cum se poate observa din figură, semnalul de ecou este un ASK ușor distorsionat. Semnalul, dar forma de undă a anvelopei sale este aceeași cu codul PN transmis (adică, semnalul ecou are aceeași codificare ca și semnalul transmis). Deoarece amplitudinea semnalului de eco reflectat de ținta apropiată este mare, semnalul de eco poate fi distins prin metoda obișnuită de detectare a pragului. Prin urmare, un cod „1” este adăugat la capătul frontal al codului PN pentru a facilita detectarea directă a semnalului ecou de valoare mare.

Precizia măsurării este analizată ca viteza de propagare a undei ultrasonice, iar f este frecvența de eșantionare a senzor ultrasonic de măsurare a distanței.

     Când frecvența de eșantionare este setată la 10 kHz, rezoluția din sistem este de 0,017 m. Conform metodei generale de estimare a preciziei, precizia sistemului de măsurare cu ultrasunete poate ajunge la ± 0, 05 m. Dacă frecvența de eșantionare este crescută de zece ori, precizia sistemului de măsurare va crește, de asemenea, de zece ori. Cu toate acestea, precizia sistemului de măsurare cu ultrasunete este, de asemenea, afectată de modificările vitezei sunetului. Viteza sunetului în aer este legată de temperatură, turbulență, umiditate și presiune, iar schimbarea temperaturii are cel mai semnificativ efect asupra vitezei sunetului. O schimbare de temperatură de 10 °C determină o modificare a vitezei sunetului de aproximativ 1,8%. Eroarea de măsurare a temperaturii este controlată în ± 0,1%. Dacă traductorul ultrasonic are o distanță de lucru de 40 m, eroarea de măsurare a întregii scale este de ± 0,04 m, care este de același ordin de mărime cu eroarea de măsurare determinată de rezoluția senzor de distanță cu ultrasunete cu rază lungă de acțiune . Prin urmare, este imposibil să se îmbunătățească precizia de măsurare a sistemului de măsurare cu ultrasunete pur și simplu prin creșterea frecvenței de eșantionare a sistemului și ignorând precizia senzorului de temperatură.

Metoda tradițională de măsurare cu ultrasunete a metodei de detectare a valorii închise are un câștig de procesare scăzut și poate fi utilizată numai pentru a măsura semnale puternice de ecou, ​​care pot fi utilizate pentru a detecta semnale slabe. Prin urmare, detectarea semnalelor slabe trebuie rezolvată prin intermediul teoriilor și metodelor altor discipline (cum ar fi principiile de comunicare). care introduce principiul de bază și funcția tehnologiei de modulare și demodulare în sistemul de comunicații. Prin utilizarea echivalenței dintre metoda de corelare digitală și filtrul potrivit, aplicarea convoluției (adică metoda de detectare a potrivirii) este utilizată pentru a calcula timpul de vârf al funcției de corelare încrucișată și al formulei de corecție; pentru a îmbunătăți viteza algoritmului de corelare a plicului, se deduce și se realizează algoritmul rapid bazat pe metoda de corelare în doi pași; sunt introduse metoda demodulării în plic pătrat cu efect de demodulare sincronă și algoritmul de corelare digitală bazat pe cod pseudo-aleatoriu. Pe baza acestui fapt, se propune aplicarea semnalului de modulație ASK cod pseudo-aleatoriu pentru a realiza tehnologia de demodulare coerentă PSK, care poate realiza o tehnologie complexă de spectru de răspândire cu ultrasunete cu hardware simplu, care nu numai că îmbunătățește capacitatea anti-interferență a traductor de măsurare a distanței cu ultrasunete . Costul este redus. În cele din urmă, influența temperaturii ambiante și a frecvenței de eșantionare asupra preciziei intervalului ultrasonic și contramăsurile sale sunt analizate pe scurt.