[發(fā)明專利]超聲波補(bǔ)償方法、裝置以及超聲波收發(fā)裝置

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202211315930.7
• 申請日: 2022-10-26
• 公開（公告）號: CN115694385A
• 公開（公告）日: 2023-02-03
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 洪奇;熊博錚
• 申請（專利權(quán)）人: 歐姆龍（上海）有限公司
• 主分類號: H03G3/20
• 分類號: H03G3/20;H03G1/04;G01S15/88;G01S7/52
• 代理公司: 北京三友知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11127
• 代理人: 馬冬生;田勇

本申請實(shí)施例提供一種超聲波補(bǔ)償裝置、方法及超聲波收發(fā)裝置，該超聲波補(bǔ)償裝置包括：接收部，其將聲波信號轉(zhuǎn)換為電信號；可變增益放大器，其對電信號進(jìn)行可變增益放大；RC充放電網(wǎng)絡(luò)，其向所述可變增益放大器輸出非線性控制信號，所述非線性控制信號控制所述可變增益放大器的放大倍數(shù)；以及控制器，其開啟或關(guān)閉所述RC充放電網(wǎng)絡(luò)，所述RC充放電網(wǎng)絡(luò)包括一個(gè)電阻和一個(gè)電容，所述電阻的兩端分別連接所述控制器和所述可變增益放大器，所述電容的一端連接在所述電阻和所述可變增益放大器之間，所述電容的另一端接地。根據(jù)本申請實(shí)施例，能夠以低成本的方式實(shí)現(xiàn)增益電壓的精確控制，提高測量精度和抗干擾能力。

技術(shù)領(lǐng)域

本申請涉及超聲波檢測領(lǐng)域，特別涉及一種超聲波補(bǔ)償方法、裝置以及超聲波收發(fā)裝置。

背景技術(shù)

目前，超聲波技術(shù)被廣泛地應(yīng)用，一種常見的應(yīng)用是利用超聲波技術(shù)進(jìn)行測距、物體探測等。例如，通過超聲波的飛行時(shí)間測量到物體的距離和/或檢測物體的位置，飛行時(shí)間為超聲波發(fā)射器發(fā)出超聲波的時(shí)刻和超聲波接收器接收到返回的超聲波的時(shí)刻之間的時(shí)間。

通常，對超聲波接收器的接收信號進(jìn)行一系列的信號處理，以識別出返回的超聲波信號，即確定超聲波接收器接收到返回的超聲波的時(shí)刻，從而實(shí)現(xiàn)測距、物體探測等。

在接收器側(cè)進(jìn)行超聲波識別的技術(shù)中，往往將接收信號和預(yù)定閾值進(jìn)行比較，在接收信號大于預(yù)定閾值的情況下判斷接收到了超聲波信號。

但是，超聲波信號在傳播的過程中會呈現(xiàn)衰減，不同飛行時(shí)間的超聲波信號的衰減特性具有很大差異。為了在超聲波接收器側(cè)準(zhǔn)確識別出返回的超聲波信號，往往需要在超聲波接收側(cè)設(shè)置可變增益放大器以補(bǔ)償衰減，期望不同的接收信號盡可能達(dá)到同樣的輸出幅值，盡可能還原出超聲波發(fā)射器發(fā)出的聲波信號。

可變增益放大器的放大倍數(shù)取決于輸入的控制信號(如電壓信號)的大小，控制信號越大，放大倍數(shù)越大，控制信號越小，放大倍數(shù)越小。

應(yīng)該注意，上面對技術(shù)背景的介紹只是為了方便對本申請的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整的說明，并方便本領(lǐng)域技術(shù)人員的理解而闡述的。不能僅僅因?yàn)檫@些方案在本申請的背景技術(shù)部分進(jìn)行了闡述而認(rèn)為上述技術(shù)方案為本領(lǐng)域技術(shù)人員所公知。

發(fā)明內(nèi)容

發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，在現(xiàn)有的一些方案中，控制信號發(fā)生器產(chǎn)生線性電壓信號以輸入可變增益放大器，即控制信號發(fā)生器輸出的電壓信號隨時(shí)間呈線性變化，如輸出的電壓信號為三角波上升沿信號。在現(xiàn)有的另一些方案中，為了補(bǔ)償超聲波的指數(shù)型衰減以及考慮到多重因素影響，以復(fù)雜的電路結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)控制信號發(fā)生器。此外，在一些低成本的設(shè)計(jì)中，使用普通的運(yùn)算放大電路放大接收信號，而不使用可變增益放大器。

但是，在現(xiàn)有的實(shí)現(xiàn)可變增益的控制信號發(fā)生器中，對于線性增益的方案而言，由于超聲波衰減為指數(shù)型函數(shù)，線性增益補(bǔ)償難以實(shí)現(xiàn)高精度的補(bǔ)償，控制精度不高，而現(xiàn)有的指數(shù)型增益的控制信號發(fā)生器結(jié)構(gòu)復(fù)雜成本非常高，且控制方式復(fù)雜，檢測速度較慢，另外，使用普通運(yùn)算放大電路的方案的補(bǔ)償精度較低，并且存在動態(tài)范圍小以及近距離信號容易飽和的問題。因此，如何以低成本的方式實(shí)現(xiàn)增益電壓的高精度控制成為業(yè)內(nèi)的重點(diǎn)課題。

本申請實(shí)施例提供一種超聲波補(bǔ)償裝置、方法以及超聲波收發(fā)裝置，以低成本的方式實(shí)現(xiàn)增益電壓的精確控制，提高抗干擾能力。

根據(jù)本申請實(shí)施例的第一方面，提供了一種超聲波補(bǔ)償裝置，所述超聲波補(bǔ)償裝置包括：

接收部，其將聲波信號轉(zhuǎn)換為電信號；

可變增益放大器，其對電信號進(jìn)行可變增益放大；

RC充放電網(wǎng)絡(luò)，其向所述可變增益放大器輸出非線性控制信號，所述非線性控制信號控制所述可變增益放大器的放大倍數(shù)；以及

控制器，其開啟或關(guān)閉所述RC充放電網(wǎng)絡(luò)，