超聲波液位計(jì)及流量計(jì)在測量中時(shí)差法的探討  二十九

6．2仿真匹配濾波器的工作過程

6．2．1對正弦信號(hào)進(jìn)行匹配濾波

當(dāng)所發(fā)射超聲波信號(hào)為正弦信號(hào)時(shí)，根據(jù)匹配濾波器的適應(yīng)性，則該輸入信號(hào)所對應(yīng)的匹配濾波器的沖擊響應(yīng)函，匹配濾波器輸入信號(hào)與輸出信號(hào)波形，輸入信號(hào)周期為r的正弦信號(hào)時(shí)，經(jīng)匹配濾波器處理后，信號(hào)包跡呈線性規(guī)律變化，主瓣與旁瓣幅值差距不明顯，整個(gè)信號(hào)持續(xù)時(shí)間為2T一1。

6．2．2線性調(diào)頻信號(hào)進(jìn)行匹配濾波

當(dāng)所發(fā)射超聲波信號(hào)為線性調(diào)頻信號(hào)時(shí)， 則經(jīng)過時(shí)間f 7后在接收端接收到的信號(hào)，根據(jù)匹配濾波器的適應(yīng)性，則該輸入信號(hào)所對應(yīng)的匹配濾波器的沖擊響，匹配濾波器對線性調(diào)頻信號(hào)的輸出為的函數(shù)，可近似認(rèn)為波形的大部分能量集中在第一對零點(diǎn)所夾的主瓣之內(nèi)，因此第一對零點(diǎn)所對應(yīng)的時(shí)間間隔就被認(rèn)為是輸出脈沖的寬度。匹配濾波器輸出信號(hào)的脈沖壓縮比。

所以通過改變發(fā)射長脈沖及增加發(fā)射信號(hào)的脈沖寬度可有效的改善分辨率。

將線性調(diào)頻信號(hào)經(jīng)過匹配濾波器后的輸出波形在幅值最高點(diǎn)附近放大，放大后的波形如圖6-6所示。信號(hào)能量非常集中，在第2300點(diǎn)處匹配濾波器結(jié)果取得最大值，在該點(diǎn)幅值較其它處有明顯變化，所以可容易的確定出幅值最高點(diǎn)。確定出幅值最高點(diǎn)后，根據(jù)匹配濾波器的性質(zhì)，匹配濾波器的輸出結(jié)果中的幅值取得最大值點(diǎn)與開始有值時(shí)的初始點(diǎn)之間的持續(xù)時(shí)間為匹配濾波器沖擊響應(yīng)的持續(xù)時(shí)間，也就是所發(fā)射的電信號(hào)的持續(xù)時(shí)間，所以可利用幅值最高點(diǎn)所在時(shí)間點(diǎn)與發(fā)射電信號(hào)的周期丁所包含點(diǎn)數(shù)之差，來確定接收到超聲信號(hào)的初始時(shí)刻。

電磁流量計(jì)