超聲波流量計使用編碼技術的探討 二十五

3．2．5偽隨機碼幅值的分析、仿真

為研究偽隨機序列幅值對相關函數的影響，由仿真結果可以看出，信噪比越大，相關函數的形狀越接近&函數。且隨著信噪比的減小，噪聲影響加大，相關函數的形狀逐漸出現畸變，而且峰值出現漂移。

分析結果可以看出，固定信噪比情況下，噪聲引起的相關函數畸變形狀是相似的；另外，幅值越大，相關函數峰值越尖銳。

我們可以得出這樣的結論：相關函數形狀受信噪比的影響，信噪比越高，畸變越小。信號幅值越大，相關函數峰值越尖銳。

本節綜述

經過Matlab仿真實驗，對于編碼參數選擇得到如下幾個結論：

1、軟件采樣頻率f_s直接決定了相關函數峰值的分辨率，f_s越高，峰值分辨率就越高；另一方面，隨著f_s的增加，采樣點數也會增加，這就增加了數字信號處理設備的計算量。所以f_s的選擇需從測量精度和數字信號處理設備的性能兩個方面折衷考慮；

附注：軟件采樣頻率與通常所說的信號采樣頻率(或AD采樣頻率)不是一個概念。前者的實質是用軟件插值算法提高數字信號的采樣頻率從而提高相關函數峰值的辨識精度；后者則是真正意義上對信號采樣保持的硬件電路工作頻率，其作用是為了完整地復現信號，根據香農(Shannon)采樣定理，這一采樣頻率只要不小于信號頻率的2倍即可。

2、碼元寬度刀越短，相關函數峰值形狀越尖銳。碼元寬度在理論上不會造成峰值位置誤差，但實際上和具體的處理電路有關。

3、為避免出現峰值辨識的模糊性，偽隨機信號的周期T應大于信號的傳播時間t_o，而測量時間L也應在區間(T、2T)中選取；

4、在測量電路允許的范圍內，偽隨機信號的幅值應盡量大一些以提高信噪比，從而抑制噪聲信號給相關函數帶來的畸變效應。

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