[發明專利]用于超聲換能器的激勵信號序列

有效

• 申請號: 201810900793.0
• 申請日: 2018-08-09
• 公開（公告）號: CN109387825B
• 公開（公告）日: 2023-09-08
• 發明（設計）人: L·丁;S·M·拉馬斯瓦米;B·赫龍
• 申請（專利權）人: 德克薩斯儀器股份有限公司
• 主分類號: G01S7/524
• 分類號: G01S7/524
• 代理公司: 北京紀凱知識產權代理有限公司 11245
• 代理人: 趙志剛;魏利娜

本申請涉及用于超聲換能器的激勵信號序列。超聲檢測電路(100)包括在激勵間隔期間向超聲換能器(110)提供激勵信號的發射器電路(140)。控制電路(150)包括用于接收命令的端口(154)。控制電路(150)在激勵間隔期間控制發射器電路(140)的激勵信號的頻率和占空比。控制電路(150)響應于命令產生激勵間隔的第一激勵信號序列，接著是第一監控周期，以接收第一回波信號。控制電路(150)響應于命令產生激勵間隔的第二激勵信號序列，接著是第二監控周期，以接收第二回波信號。控制電路(150)基于接收到的第一回波信號或第二回波信號中的至少一個經由端口(154)輸出結果。

技術領域

本公開涉及電氣電路，并且更特別地涉及在用于超聲換能器的激勵間隔期間控制多個激勵信號序列的控制電路和方法。

背景技術

超聲換能器將電交流(AC)信號轉換成超聲信號，而且將超聲信號轉換成AC信號。超聲換能器通常是壓電換能器，其中壓電晶體在被施加電壓時改變尺寸和形狀。施加的AC電壓導致它們以相同的頻率振蕩并且產生超聲波。換能器的波束圖案可以由有源換能器的面積和形狀、超聲波長以及傳播介質(諸如空氣)的聲速來確定。由于壓電材料在其被施加力時產生電壓，所以它們也可以用作超聲檢測器。某些系統使用單獨的發射器來激勵換能器并且使用單獨的接收器來接收反射超聲信號。其它系統使用單個收發器組合發射器和接收器功能兩者，其中換能器由發射器激勵一段時間，并且然后用于在激勵之后檢測來自目標的反射能量。

發明內容

本公開涉及在用于超聲換能器的激勵間隔期間控制多個激勵信號序列的控制電路和方法。

在一個示例中，超聲檢測電路包括在激勵間隔期間向超聲換能器提供激勵信號的發射器電路。控制電路包括用于接收命令的端口。控制電路在激勵間隔期間控制發射器電路的激勵信號的頻率和占空比。控制電路響應于命令產生激勵間隔的第一激勵信號序列，接著是第一監控周期，以接收第一回波信號。控制電路響應于命令產生激勵間隔的第二激勵信號序列，接著是第二監控周期，以接收第二回波信號。控制電路基于接收到的第一回波信號或第二回波信號中的至少一個經由端口輸出結果。

在另一示例中，超聲檢測系統包括在激勵間隔期間向超聲換能器提供激勵信號的發射器電路。控制電路包括用于接收命令的端口。控制電路在激勵間隔期間控制發射器電路的激勵信號的頻率和占空比。控制電路響應于命令產生激勵間隔的第一激勵信號序列，接著是第一監控周期，以接收第一回波脈沖。控制電路響應于命令產生激勵間隔的第二激勵信號序列，接著是第二監控周期，以接收第二回波脈沖。系統控制器經由端口對控制電路產生命令。系統控制器基于接收到的第一回波脈沖或第二回波脈沖中的至少一個接收來自控制電路的結果。

在又一示例中，方法包括在激勵間隔期間向超聲換能器提供激勵信號。方法包括響應于經由雙向端口接收到的給定命令，產生激勵間隔的第一激勵信號序列，接著是第一監控周期，以接收第一回波信號。方法包括響應于給定命令，產生激勵間隔的第二激勵信號序列，接著是第二監控周期，以接收第二回波信號。方法包括基于第一回波信號或第二回波信號中的至少一個，經由雙向端口輸出結果。

附圖說明

圖1示出超聲檢測電路的示例框圖，該超聲檢測電路在激勵間隔期間響應于命令向超聲換能器提供激勵序列。

圖2示出響應于命令可以在激勵間隔期間被啟動到超聲換能器的短激勵信號序列和長激勵信號序列的示例。

圖3示出用于分析接收到的響應于短激勵信號序列和長激勵信號序列的回波信號的示例處理方法。

圖4為示出回波信號和回波信號的包絡的信號圖的示例。

圖5為處理響應于短激勵信號序列的回波信號以確定針對短距離處檢測到的物體的飛行時間數據的示例電路。

圖6為處理響應于長激勵信號序列的回波信號以確定針對長距離處檢測到的物體的飛行時間數據的示例電路。