一种多工作模式的超声换能器测距系统技术方案

本发明专利技术涉及超声换能器测距技术，具体涉及一种多工作模式的超声换能器测距系统，包括换能器阵列模块，与换能器阵列模块连接的选择器/开关模块，分别与选择器/开关模块连接的三种工作模式模块和处理器模块，与处理器模块连接的外设模块，处理器模块与三种工作模式模块连接。该系统将ToF模式、单频相位模式和多频相位模式这三种工作模式通过选择器/开关模块联合起来，集成于一个超声换能器测距系统中，利用三种不同工作模式的优势来补偿三种不同工作模式的劣势，在扩大测距有效范围的同时，消除了近场最小距离的盲区限制，提升了超声换能器测距系统的测距范围和精度。

【技术实现步骤摘要】
一种多工作模式的超声换能器测距系统
本专利技术属于超声换能器测距
，尤其涉及一种多工作模式的超声换能器测距系统。
技术介绍
超声换能器是既可以用来发射又可以用来接收超声波的换能元件。当处于发射状态时，电能通过静电力或逆压电效应转换为换能器的振动从而向外辐射声波；当处于接收状态时，声压作用在换能器表面使其振动，换能器再将振动转换为电信号。现有的超声测距工作模式一般分为三种：ToF(TimeofFlight)模式，单频相位模式和多频相位模式。ToF模式是最常用的一种测距模式，通过测量超声波发射与接收之间的时间差，进而利用时间、声速和距离之间的关系计算出距离。单频相位模式是采用单一的发射频率和与之对应的单一的接收频率，通过测量发射波与回波之间的相位差，进而利用相位、波长和距离之间的关系计算出距离。多频相位模式是采用多种(两种或者两种以上)不同的发射频率和与之对应的多种接收频率，通过分别测量多束发射波与回波之间的相位差和频率差，进而利用相位差、频率差、声速和距离之间的关系计算出距离。其中，ToF模式操作简单，但精度较低，且受最小距离的盲区限制；单本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种多工作模式的超声换能器测距系统，其特征是，包括换能器阵列模块，与换能器阵列模块连接的选择器/开关模块，分别与选择器/开关模块连接的三种工作模式模块和处理器模块，与处理器模块连接的外设模块，处理器模块与三种工作模式模块连接。/n

【技术特征摘要】
1.一种多工作模式的超声换能器测距系统，其特征是，包括换能器阵列模块，与换能器阵列模块连接的选择器/开关模块，分别与选择器/开关模块连接的三种工作模式模块和处理器模块，与处理器模块连接的外设模块，处理器模块与三种工作模式模块连接。


2.如权利要求1所述的多工作模式的超声换能器测距系统，其特征是，换能器阵列模块为换能器设置的点状、线状、矩形状或者圆形状阵列。


3.如权利要求2所述的多工作模式的超声换能器测距系统，其特征是，换能器采用压电超声换能器或电容超声换能器。


4.如权利要求1所述的多工作模式的超声换能器测距系统，其特征是，三种工作模式模块包括ToF模式模块、单频相位模式模块和多频相位模式模块。


5.如权利要求4所述的多工作模式的超声换能器测距系统，其特征是，ToF模式模块包含前置放大电路、滤波电路、时变增益放大电路和信号检测电路；用于通过测量超声波发射与接收之间的时间差，利用时间、声速和距离之间的关系计算距离。


6.如权利要求4所述的多工作模式的超声换...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙成亮，占惠花，吴志鹏，
申请(专利权)人：武汉大学，
类型：发明
国别省市：湖北;42