CN106526599A - 一种超声波测距系统、回波信号接收方法及装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种超声波测距系统回波信号接收方法及装置，方法包括：接收反射回的超声波，转化为脉冲波信号，脉冲波信号的脉冲宽度与超声波的强度成正比；将脉冲波信号的脉冲宽度与目标值比较，当脉冲波信号的脉冲宽度大于目标值时，向接收电路输出增益控制信号，使接收电路根据增益控制信号减小增益倍数。当反射回波中存在强度较强的余波或者干扰信号时，通过对回波信号的采集、比较，反馈调节接收电路的增益，在采集信号的强度大于目标值时减小接收电路的增益，使接收干扰信号的强度减弱，从而降低超声波测距系统对正常回波信号测量的干扰。本发明还公开一种包括上述回波信号接收装置的超声波测距系统。

Description

一种超声波测距系统、回波信号接收方法及装置
技术领域
本发明涉及超声波测距技术领域，特别是涉及一种超声波测距系统回波信号接收方法及装置。本发明还涉及一种超声波测距系统。
背景技术
由于超声波指向性强，能量消耗慢，在介质中传播距离较远，因而超声波被广泛应用于距离测量，超声波测距系统因此产生。超声波测距系统的测距原理为：超声波发射器向物体方向发射超声波，在发射时刻开始计时，超声波在介质中传播，遇到障碍物时反射回来，在接收器接收到反射回波时停止计时，根据记录的这一时间和超声波在介质中的传播速度，则可计算出发射位置距离障碍物的距离。
在现有超声波测距系统中，接收电路对信号的放大增益是固定的。而在实际测量中，系统发射超声波信号具有余波，当测量距离较短接近系统的测量盲区时，反射回的余波强度较大，通过现有接收电路接收回波时余波会干扰对正常信号的测量，或者当回波信号中存在较强干扰信号时，也会对测量正常信号产生干扰。
发明内容
鉴于此，本发明提供一种超声波测距系统回波信号接收方法及装置，可降低干扰信号对回波信号测量的干扰。本发明还提供一种超声波测距系统。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种超声波测距系统回波信号接收方法，包括：
接收反射回的超声波，转化为脉冲波信号，所述脉冲波信号的脉冲宽度与超声波的强度成正比；
将所述脉冲波信号的脉冲宽度与目标值比较，当所述脉冲波信号的脉冲宽度大于目标值时，向接收电路输出增益控制信号，使所述接收电路根据所述增益控制信号减小增益倍数。
可选地，还包括：当所述脉冲波信号的脉冲宽度小于所述目标值时，向接收电路输出增益控制信号，使所述接收电路根据所述增益控制信号增大增益倍数。
可选地，所述接收反射回的超声波，转化为脉冲波信号包括：
接收反射回的超声波，转化为电信号，所述电信号经过放大、整形的处理，形成脉冲波信号。
一种超声波测距系统回波信号接收装置，包括：
接收电路，用于接收反射回的超声波，转化为脉冲波信号，所述脉冲波信号的脉冲宽度与超声波的强度成正比；
控制芯片，用于将所述脉冲波信号的脉冲宽度与目标值比较，当所述脉冲波信号的脉冲宽度大于目标值时，向所述接收电路输出增益控制信号，使所述接收电路根据所述增益控制信号减小增益倍数。
可选地，所述控制芯片还用于当所述脉冲波信号的脉冲宽度小于所述目标值时，向接收电路输出增益控制信号，使所述接收电路根据所述增益控制信号增大增益倍数。
可选地，所述接收电路包括：
声波换能器，用于接收反射回的超声波，转化为电信号；
放大电路，用于对所述电信号进行放大处理；
整形电路，用于对所述电信号进行整形处理，形成脉冲波信号。
可选地，所述接收电路还包括增益控制电路，所述增益控制电路用于根据所述增益控制信号控制所述接收电路的增益。
可选地，所述控制芯片包括：
定时器，用于控制采集所述脉冲波信号的脉冲宽度；
脉宽调制波输出器，用于向所述增益控制电路输出脉宽调制波，作为增益控制信号。
可选地，所述控制芯片为单片机。
一种超声波测距系统，包括以上所述的超声波测距系统回波信号接收装置。
由上述技术方案可知，本发明所提供的超声波测距系统回波信号接收方法及装置，以及超声波测距系统，以接收电路接收反射回的超声波，转化为脉冲波信号，形成脉冲波信号的脉冲宽度与超声波的强度成正比，将脉冲波信号的脉冲宽度与目标值比较，当脉冲波信号的脉冲宽度大于目标值时，向接收电路输出增益控制信号，使接收电路根据所述增益控制信号减小增益倍数，接收超声波。因此，当回波中存在强度较强的余波或者干扰信号时，通过对回波信号的采集、比较，反馈调节接收电路的增益，在采集信号的强度大于目标值时减小接收电路的增益，使接收干扰信号的强度减弱，从而降低对正常回波信号测量的干扰。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的一种超声波测距系统回波信号接收方法的流程图；
图2为本发明实施例提供的一种超声波测距系统回波信号接收装置的示意图；
图3为本发明实施例超声波测距系统回波信号接收装置中接收电路的示意图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明中的技术方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。
请参考图1，为本发明实施例提供的一种超声波测距系统回波信号接收方法的流程图，本实施例超声波测距系统回波信号接收方法包括步骤：
S10：接收反射回的超声波，转化为脉冲波信号，所述脉冲波信号的脉冲宽度与超声波的强度成正比。
S11：将所述脉冲波信号的脉冲宽度与目标值比较，当所述脉冲波信号的脉冲宽度大于目标值时，向接收电路输出增益控制信号，使所述接收电路根据所述增益控制信号减小增益倍数。
可以看出，本实施例超声波测距系统回波信号接收方法，以接收电路接收反射回的超声波，转化为脉冲波信号，形成脉冲波信号的脉冲宽度与超声波的强度成正比，将脉冲波信号的脉冲宽度与目标值比较，当脉冲波信号的脉冲宽度大于目标值时，向接收电路输出增益控制信号，使接收电路根据所述增益控制信号减小增益倍数，接收超声波。因此，当回波中存在强度较强的余波或者干扰信号时，通过对回波信号的采集、比较，反馈调节接收电路的增益，在采集信号的强度大于目标值时减小接收电路的增益，使接收干扰信号的强度减弱，从而降低对正常回波信号测量的干扰。
下面结合具体实施方式对本实施例超声波测距系统回波信号接收方法进行详细说明。本实施例超声波测距系统回波信号接收方法包括步骤：
S10：接收反射回的超声波，转化为脉冲波信号，所述脉冲波信号的脉冲宽度与超声波的强度成正比。
以接收电路接收反射回的超声波，转化为脉冲波信号，其中脉冲波信号的宽度表征接收的超声波的强度，脉冲波信号的脉冲宽度与超声波的强度成正比。
具体的，接收电路在接收到反射回的超声波时，转化为电信号，电信号经过放大、整形的处理，形成脉冲波信号。
S11：将所述脉冲波信号的脉冲宽度与目标值比较，当所述脉冲波信号的脉冲宽度大于目标值时，向接收电路输出增益控制信号，使所述接收电路根据所述增益控制信号减小增益倍数。
采集脉冲波信号的脉冲宽度，将其与目标值比较，当脉冲波信号的脉冲宽度大于目标值时向接收电路输出增益控制信号，使接收电路在增益控制信号的控制下减小对接收信号的增益倍数。
当反射回波中存在强度较强的余波或者干扰信号时，通过对回波信号的采集、比较，反馈调节接收电路的增益，在采集信号的强度大于目标值时减小接收电路的增益，使接收干扰信号的强度减弱，从而降低对正常回波信号测量的干扰。
本步骤中，还包括：当所述脉冲波信号的脉冲宽度小于所述目标值时，向接收电路输出增益控制信号，使所述接收电路根据所述增益控制信号增大增益倍数。
本实施例方法通过循环的采集、比较、调节，对接收电路接收回波信号的增益进行控制调节，实现超声波测距系统中的自动增益控制，能实现当测量距离接近盲区存在较强余波，或有干扰回波出现时自动调整，可达到减小盲区、提高抗干扰性的目的。
请参考图2，为本发明实施例提供的一种超声波测距系统回波信号接收装置的示意图，本实施例超声波测距系统回波信号接收装置包括：
接收电路20，用于接收反射回的超声波，转化为脉冲波信号，所述脉冲波信号的脉冲宽度与超声波的强度成正比；
控制芯片21，用于将所述脉冲波信号的脉冲宽度与目标值比较，当所述脉冲波信号的脉冲宽度大于目标值时，向所述接收电路输出增益控制信号，使所述接收电路根据所述增益控制信号减小增益倍数。
可以看出，本实施例超声波测距系统回波信号接收装置，包括接收电路和控制芯片，以接收电路接收反射回的超声波，转化为脉冲波信号，形成脉冲波信号的脉冲宽度与超声波的强度成正比，控制芯片将脉冲波信号的脉冲宽度与目标值比较，当脉冲波信号的脉冲宽度大于目标值时，向接收电路输出增益控制信号，使接收电路根据所述增益控制信号减小增益倍数，接收超声波。因此，当回波中存在强度较强的余波或者干扰信号时，通过对回波信号的采集、比较，反馈调节接收电路的增益，在采集信号的强度大于目标值时减小接收电路的增益，使接收干扰信号的强度减弱，从而降低对正常回波信号测量的干扰。
下面结合具体实施方式对本实施例超声波测距系统回波信号接收装置进行详细说明。本实施例超声波测距系统回波信号接收装置包括接收电路20和控制芯片21。
接收电路20用于接收反射回的超声波，转化为脉冲波信号，所述脉冲波信号的脉冲宽度与超声波的强度成正比。
具体的，请参考图3，本实施例中接收电路20包括：
声波换能器200，用于接收反射回的超声波，转化为电信号；
放大电路201，用于对所述电信号进行放大处理；
整形电路202，用于对所述电信号进行整形处理，形成脉冲波信号。
接收电路20还包括增益控制电路203，所述增益控制电路203用于根据所述增益控制信号控制所述接收电路的增益。
控制芯片21用于将所述脉冲波信号的脉冲宽度与目标值比较，当所述脉冲波信号的脉冲宽度大于目标值时，向所述接收电路输出增益控制信号，使所述接收电路根据所述增益控制信号减小增益倍数。
控制芯片21还用于当所述脉冲波信号的脉冲宽度小于所述目标值时，向接收电路输出增益控制信号，使所述接收电路根据所述增益控制信号增大增益倍数。
具体的，所述控制芯片21包括：
定时器，用于控制采集所述脉冲波信号的脉冲宽度；
脉宽调制波输出器，用于向所述增益控制电路输出脉宽调制波，作为增益控制信号。
接收电路20通过声波换能器接收反射回的超声波，转化为电信号，经过放大电路、整形电路后形成脉冲波信号。控制芯片21通过定时器采集脉冲波信号的脉冲宽度，将脉冲波信号的脉冲宽度与目标值比较，根据比较结果向增益控制电路输出增益控制信号，增益控制电路控制放大电路的增益，这样通过循环的采集、比较、调节，对接收电路接收回波信号的增益进行控制，实现超声波测距系统中的自动增益控制。
其中，所述控制芯片21可采用单片机。
所述增益控制电路203可采用反馈电阻，控制芯片根据比较结果向反馈电阻输出电压信号，根据比较结果改变反馈电阻的电压，从而反馈控制放大电路的增益。
本实施例方法，当反射回波中存在强度较强的余波或者干扰信号时，通过对回波信号的采集、比较，反馈调节接收电路的增益，在采集信号的强度大于目标值时减小接收电路的增益，使接收干扰信号的强度减弱，从而降低对正常回波信号测量的干扰。
本发明实施例还提供一种超声波测距系统，包括以上所述的超声波测距系统回波信号接收装置。
以上对本发明所提供的一种超声波测距系统、回波信号接收方法及装置进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims (10)

1.一种超声波测距系统回波信号接收方法，其特征在于，包括：
接收反射回的超声波，转化为脉冲波信号，所述脉冲波信号的脉冲宽度与超声波的强度成正比；
将所述脉冲波信号的脉冲宽度与目标值比较，当所述脉冲波信号的脉冲宽度大于目标值时，向接收电路输出增益控制信号，使所述接收电路根据所述增益控制信号减小增益倍数。
2.根据权利要求1所述的超声波测距系统回波信号接收方法，其特征在于，还包括：当所述脉冲波信号的脉冲宽度小于所述目标值时，向接收电路输出增益控制信号，使所述接收电路根据所述增益控制信号增大增益倍数。
3.根据权利要求1或2所述的超声波测距系统回波信号接收方法，其特征在于，所述接收反射回的超声波，转化为脉冲波信号包括：
接收反射回的超声波，转化为电信号，所述电信号经过放大、整形的处理，形成脉冲波信号。
4.一种超声波测距系统回波信号接收装置，其特征在于，包括：
接收电路，用于接收反射回的超声波，转化为脉冲波信号，所述脉冲波信号的脉冲宽度与超声波的强度成正比；
控制芯片，用于将所述脉冲波信号的脉冲宽度与目标值比较，当所述脉冲波信号的脉冲宽度大于目标值时，向所述接收电路输出增益控制信号，使所述接收电路根据所述增益控制信号减小增益倍数。
5.根据权利要求4所述的超声波测距系统回波信号接收装置，其特征在于，所述控制芯片还用于当所述脉冲波信号的脉冲宽度小于所述目标值时，向接收电路输出增益控制信号，使所述接收电路根据所述增益控制信号增大增益倍数。
6.根据权利要求4或5所述的超声波测距系统回波信号接收装置，其特征在于，所述接收电路包括：
声波换能器，用于接收反射回的超声波，转化为电信号；
放大电路，用于对所述电信号进行放大处理；
整形电路，用于对所述电信号进行整形处理，形成脉冲波信号。
7.根据权利要求6所述的超声波测距系统回波信号接收装置，其特征在于，所述接收电路还包括增益控制电路，所述增益控制电路用于根据所述增益控制信号控制所述接收电路的增益。
8.根据权利要求7所述的超声波测距系统回波信号接收装置，其特征在于，所述控制芯片包括：
定时器，用于控制采集所述脉冲波信号的脉冲宽度；
脉宽调制波输出器，用于向所述增益控制电路输出脉宽调制波，作为增益控制信号。
9.根据权利要求8所述的超声波测距系统回波信号接收装置，其特征在于，所述控制芯片为单片机。
10.一种超声波测距系统，其特征在于，包括权利要求4-9任一项所述的超声波测距系统回波信号接收装置。
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