[發明專利]基于多閾值比較的超聲波信號過零點預測方法

有效

• 申請號: 201210034029.2
• 申請日: 2012-02-15
• 公開（公告）號: CN102590598A
• 公開（公告）日: 2012-07-18
• 發明（設計）人: 傅新;毛凱;胡亮
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: G01R19/175
• 分類號: G01R19/175
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司 33200
• 代理人: 林懷禹

1.一種基于多閾值比較的超聲波信號過零點預測方法，其特征在于該方法的步驟如下：

步驟1)利用多閾值比較獲取曲線擬合所需的樣本點橫縱坐標參數：

在原始超聲波接收信號進入多電壓比較器之前，先進行電壓偏置處理，把原始超聲波接收信號的電壓幅值抬高一個偏置電壓，使其轉變成電壓幅值均高于零電位電壓的電壓偏置超聲波接收信號；因此，多閾值比較所需的多個比較電壓只需通過分壓電阻以電阻分壓方式就能產生；根據電壓比較器的工作原理，電阻分壓產生的比較電壓V_i即為樣本點的縱坐標值；當參考電壓為V_ref，N個分壓電阻進行電阻分壓時，第i個電阻值為R_i的分壓電阻處的比較電壓V_i通過以下公式計算：

Vi=Ri+Ri+1+...+RnR1+R2+...+RnVref]]>

由于電壓偏置超聲波接收信號是一個時域信號，因此所述樣本點的橫坐標為一個時間參數t_i；通過把多電壓比較器產生的觸發脈沖信號分別引入計時單元中，利用觸發脈沖信號上升沿觸發計時單元工作即能完成對樣本點橫坐標參數t_i的測量；

步驟2)利用曲線擬合，計算出超聲波接收信號的過零點：

采用最小二乘法曲線擬合時，至少需有四個樣本點和超聲波接收波波形函數為型函數才能進行曲線擬合；采用多項式等插值方法曲線擬合時，至少有二個樣本點即能進行曲線擬合；以上樣本點的個數由所需測量精度決定；

利用曲線擬合所得的數學表達式即能計算出超聲波接收信號的過零點。

2.根據權利要求1所述的一種基于多閾值比較的超聲波信號過零點預測方法，其特征在于：所述的多電壓比較器由多個電壓比較器集成，具有多個電壓比較功能，用于對不同的電壓值進行比較，以獲取樣本點的縱坐標值；多電壓比較器中集成的電壓比較器個數取決于樣本點的個數。

3.根據權利要求1所述的一種基于多閾值比較的超聲波信號過零點預測方法，其特征在于：所述的電壓偏置處理，是指通過加法電路將原始超聲波接收信號的電壓幅值均抬高一個偏置電壓的過程。

4.根據權利要求1所述的一種基于多閾值比較的超聲波信號過零點預測方法，其特征在于：所述的計時單元，是指具有引腳中斷功能的單片機計時模塊或者是專用的計時芯片。