求助 这段超声波信号处理的原理看不懂

littleshrimp

求助 这段超声波信号处理的原理看不懂 [复制链接]

littleshrimp

文档地址：
http://www.ti.com.cn/cn/lit/pdf/tiduej6

tiankai001

电路中要考虑杂散脉冲的影响，滤除杂波影响，然后接收到若干个确定的脉冲后，认为是一个确定的信号。

之前了解过，现在都忘记了

wugx

以下内容全为推理而来，从原理和文中内容得知：前者是两个传感器相对校正测量，后者是单个传感器绝对测量；文中T12corr代表相对于1传感器的校正值，公式corr可以理解为相关算子，k理解为相移，m自然就是相移几个单位（转化成时间要用采样频率和N转化），我们可以这么想象，若两个传感器是同步测量的，那么返回信号之间应该有时间相关性，如果刨去各自测量的固有不相关部分，则剩下的这部份时间相关性就比较明显，可以说在时间前后肯定会存在某一时间信号有最大相关性，但是利用文章中的corr公式由于受采样频率的限制（连续被离散）不一定找到的最大值就是实际最大值，所以其使用了连续插值函数以找到最大值，所以就会有delta的时间差，同时由于考虑到其固有测量区别，应该计其在内，这里就是m，T12corr这个公式从物理量纲上是有问题的，式中每一项应该都是时间，所以计算时应该是各项对应的时间，至于式中的delta符号取决于计算结果，滞后就是负，超前就是正，向图中这个例子m取1，为什么？如果m去大于1的值，就说明，前后相移1个单位还找不到相关最大值，这是有可能存在的，但从文中的例子可以看出其为做三次相关就找到最大值了，如果求大Z-1或Z+1处为最大值，那么说明m还要取更大的值，说这么多举个相对校正测量的例子，比如最特殊的情况，两个传感器测量面相对同一测量物体距离相等，且其它固有测量特征相同，那么m理论上应为0，但这样就不能插值，计算无效，所以此时m=1，这时可能在Z-1、Z0、Z+1某一值附近取最大值，就和文中例子相似了，说到这不知道兄台是否能理解我说的这对关于相对校正测量的解释；只有单探头绝对测量，那就要稍微简单点，信号传输时间应主要是指在传输媒质中的历程，Tthread是波包上声沿最陡位置，Toffset文中说是一个常数，不知是ADC电路还是什么地方引入的。

littleshrimp

wugx 发表于 2019-5-9 09:32
以下内容全为推理而来，从原理和文中内容得知：前者是两个传感器相对校正测量，后者是单个传感器绝对测量； ...

谢谢你的回复，对我了解这个手册帮助很大

现在我还有一些问题没有想明白

说一下我的理解你帮我看看哪个地方理解的不对

在手册的方案里测飞行时间是通过2组超声波收发实现的，一种用来测顺流T12一路用来测逆流T21

正常情况下飞行时间应该是从发射器发出的时刻开始计时一直到收到想要的信号时为止

因为是算2路信号（T12,T21）的差值所以起始时间可以是信号发出后接收前的某一时刻

这个时间点2路信号应该一致，比如都在超声波信号发送后的1us后开始采集数据，因为T12和T21通常不是同时进行的，

手册里的检测方法应该通过检测回波信号的最大值那个点的位置作为参考点，比较2路信号的参考点差值计算出时差的

Z-1,Z0,Z1对应3个采样点，因为采样频率的限制，采样点里的最大值并不一定是回波信号的最大值

因为回波信号的频率是确定的所以可以通过Z-1,Z0,Z1三个数值来还原信号，得到还原后的信号的最大值，再确定它对应的位置

比如T12的某组数据Z-1,Z0,Z1对应的采样信号的索引位置为100,101,102，通过计算得到最大值为100.789

再通过这种方法计算回波信号里的所有最大值，找到里边最大的那个索引位置，例如100.789就是所有通过计算后得到的最大索引值

然后再通过同样的方法计算T21的回波信号最大值，T21是逆流信号，通常比T12时间要长，假如T21的最大值是102.567

用T21的最大索引减去T12的最大索引得到差值1.778，再知道采样率就能计算出时间差

按理说到这里应该就可以了，不过手册里还有一个Toffset不知道是作什么用的

他设置了一个幅度的阈值“Toffset右上端虚线那个位置”作为Toffset的结束时刻

这部分的作用不太明白，为什么要这么做呢？

wugx

也没看明白，有条件的话测一下，看是不是固定时间，如果是固定的那就与反射面关系不大，因为反射面是波动的，是不是发射的时候引入的

littleshrimp

wugx 发表于 2019-5-13 08:15
也没看明白，有条件的话测一下，看是不是固定时间，如果是固定的那就与反射面关系不大，因为反射面是波动的 ...

没有测试条件，只是想分析一下他的原理，然后应用在其它地方。

wugx

littleshrimp 发表于 2019-5-15 20:38
没有测试条件，只是想分析一下他的原理，然后应用在其它地方。

哦，那可以找TI技术支持询问一下