介绍一种收发一体式超声波测距系统的工作原理和系统框图,分析了超声脉冲回波的起伏特性,提出了一种利用回波包络、微分和过零检测来确定超声波回波到达时刻的方法,并详细介绍了有关的硬件电路设计.在此基础上,开发了相应的超声波测距系统的软件.

介绍一种收发一体式超声波测距系统的工作原理和系统框图,分析了超声脉冲回波的起伏特性,提出了一种利用回波包络、微分和过零检测来确定超声波回波到达时刻的方法,并详细介绍了有关的硬件电路设计.在此基础上,开发了相应的超声波测距系统的软件.


集成嘲瞳翔ＡｐｐＩｉｃａｌＩｏｎｏｆ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ ｃ㈣ｓ


一种喜精度超声波测距ｊｉｌ疏曲改进
赵海呜，王纪婵，刘军，史春雪
（中南大学机电工程学院，湖南长沙４１００８３）

摘－要：介绍一种收发一体式超声波测距系统的工作原理和系统框图，分析了超声脉冲回波的起
伏特性，提出了一种利用回波包络、微分和过零检测来确定超声波回波到达时刻的方法，并详细介绍
了有关的硬件电路设计。在此基础上，开发了相应的超声波测距系统的软件。
关键词：收发一体式回波起伏特性回波包络


在现代工业生产过程中，利用超声波进行近距离非

接触式测量越来越广泛，例如液位的测量、煤层的测厚、
机器人定位、辅助视觉系统、车辆的定位与导航、汽车防

撞雷达、井深及管道长度测量等方面。根据超声波纵向
分辨力高、对色彩和光照度不敏感、抗电磁干扰能力强

等特点，可以设计出精度较高的超声波测距系统，应用
于漫反射差和有毒等恶劣环境中。但传统的超声波测距 图１超声回波波形图

仪由于采用固定阈值的比较器比较输出，测量精度普遍 可以验证：超声回波在脉宽时间ｒ处，电压峰值达到
较低…。本文从回波信号处理的角度出发，分析了超声 最大，和童峰的理论分析基本吻合，这也为本文应用在判
波回波曲线的特性，利用回波包络的峰值检测以确定回 断