超聲波流量計(jì)多聲道氣體測(cè)量技術(shù)探討 八十三

4.2.2 數(shù)字極性相關(guān)原理

R 計(jì)算時(shí)，每計(jì)算一次，都要進(jìn)行（N-L）次乘法和加法運(yùn)算，這樣求( ) 1 2

τ r r R 的最大值時(shí)需要較大的運(yùn)算量，信號(hào)極性化后維持原信號(hào)的平穩(wěn)性與遍歷性，只用一個(gè)比較器電路即可。使用過(guò)零觸發(fā)電路將原超聲回波信號(hào)r1 (t )和r2 (t )轉(zhuǎn)換成極性信號(hào)1 和0。當(dāng)計(jì)算極性相關(guān)函數(shù)值時(shí)，設(shè)兩信號(hào)同時(shí)為1 或0，則計(jì)數(shù)器加1，否則減1。將其中一個(gè)超聲波信號(hào)序列作－N～N 的移位后與另一超聲波信號(hào)序列作上述運(yùn)算便可以得到所有的相關(guān)函數(shù)值。然后在整個(gè)范圍內(nèi)尋找極性相關(guān)函數(shù)的最大值，記下最大值所在的時(shí)刻，由此便可以計(jì)算出時(shí)延差值。

對(duì)放大后的超聲回波信號(hào)還需進(jìn)行過(guò)零檢測(cè)，以便單片機(jī)記錄信號(hào)的過(guò)零點(diǎn)時(shí)刻值。采用LM339 對(duì)信號(hào)進(jìn)行過(guò)零檢測(cè)，電路如圖4-16 所示。該電路中的6 個(gè)二極管的作用是將輸入信號(hào)經(jīng)放大后的信號(hào)電壓鉗制在±5V 的范圍內(nèi)，以防止因?yàn)樾盘?hào)幅值過(guò)大而損壞器件。

4.2.3 改進(jìn)的數(shù)字極性相關(guān)算法

在本課題研究超聲波信號(hào)識(shí)別技術(shù)的實(shí)驗(yàn)電路中，接收到的超聲波回波信號(hào)波

形。

超聲波流量計(jì)