超聲波液位計及流量計在測量中時差法的探討 二十九
6.2仿真匹配濾波器的工作過程
6.2.1對正弦信號進行匹配濾波
當所發射超聲波信號為正弦信號時,根據匹配濾波器的適應性,則該輸入信號所對應的匹配濾波器的沖擊響應函,匹配濾波器輸入信號與輸出信號波形,輸入信號周期為r的正弦信號時,經匹配濾波器處理后,信號包跡呈線性規律變化,主瓣與旁瓣幅值差距不明顯,整個信號持續時間為2T一1。
6.2.2線性調頻信號進行匹配濾波
當所發射超聲波信號為線性調頻信號時, 則經過時間f 7后在接收端接收到的信號,根據匹配濾波器的適應性,則該輸入信號所對應的匹配濾波器的沖擊響,匹配濾波器對線性調頻信號的輸出為的函數,可近似認為波形的大部分能量集中在第一對零點所夾的主瓣之內,因此第一對零點所對應的時間間隔就被認為是輸出脈沖的寬度。匹配濾波器輸出信號的脈沖壓縮比。
所以通過改變發射長脈沖及增加發射信號的脈沖寬度可有效的改善分辨率。
將線性調頻信號經過匹配濾波器后的輸出波形在幅值最高點附近放大,放大后的波形如圖6-6所示。信號能量非常集中,在第2300點處匹配濾波器結果取得最大值,在該點幅值較其它處有明顯變化,所以可容易的確定出幅值最高點。確定出幅值最高點后,根據匹配濾波器的性質,匹配濾波器的輸出結果中的幅值取得最大值點與開始有值時的初始點之間的持續時間為匹配濾波器沖擊響應的持續時間,也就是所發射的電信號的持續時間,所以可利用幅值最高點所在時間點與發射電信號的周期丁所包含點數之差,來確定接收到超聲信號的初始時刻。
電磁流量計