测距装置及终端制造方法及图纸

本实用新型专利技术涉及测距装置及终端，所述装置包括模数转换模块，用于对接收到的模拟超声信号进行带通采样，并将采样得到的信号进行模数转换，得到数字超声信号；倍频模块，电连接于所述模数转换模块，用于对所述数字超声信号进行倍频处理，得到倍频信号；滤波模块，电连接于所述倍频模块，用于对所述倍频信号进行滤波，得到包络信号；相关模块，电连接于所述滤波模块，用于将所述包络信号与预设包络信号进行相关处理，得到相关信号；测距模块，电连接于所述相关模块，用于对所述相关信号进行峰值检测，并利用检测得到的峰值确定距离。采用以上装置进行测距，消除了载波频偏的影响，提高了测距的精度。

【技术实现步骤摘要】
测距装置及终端
本技术涉及测量
，尤其涉及一种测距装置及终端。
技术介绍
由于超声测距是一种非接触检测技术，不受光线、被测对象颜色等的影响，较其它仪器更卫生，更耐潮湿、粉尘、高温、腐蚀气体等恶劣环境，具有少维护、不污染、高可靠、长寿命等特点。因此超声在空气中测距在特殊环境下有较广泛的应用，可在不同环境中进行距离准确度在线标定。利用超声波检测往往比较迅速、方便、计算简单、易于实现实时控制，并且在测量精度方面能达到工业实用的指标要求。超声波传感器一般是自发自收，但是出于成本考虑，外围电路使用的晶体振荡器的频率温度较差，它会引起接收时刻和发射时刻的载波频率会有较大的变化，利用相关技术的接收电路会导致解调出来的包络会有较大的失真，会严重影响峰值测距法的精度。
技术实现思路
技术问题有鉴于此，本技术要解决的技术问题是，如何提高超声测距的精度。解决方案为了解决上述技术问题，根据本技术的一实施例，提供了一种测距装置，所述装置包括：模数转换模块，用于对接收到的模拟超声信号进行带通采样，并将采样得到的信号进行模数转换，得到数字超声信号；倍频模块，电连接于所述模数转换模块，用于对所述数字超声信号进行倍频处理，得到倍频信号；滤波模块，电连接于所述倍频模块，用于对所述倍频信号进行滤波，得到包络信号；相关模块，电连接于所述滤波模块，用于将所述包络信号与预设包络信号进行相关处理，得到相关信号；测距模块，电连接于所述相关模块，用于对所述相关信号进行峰值检测，并利用检测得到的峰值确定距离。在一种可能的实施方式中，所述模数转换模块包括模数转换器，所述模数转换器被设置为工作于西格玛-德尔塔Sigma-Delta模式。在一种可能的实施方式中，所述倍频模块包括乘法器。在一种可能的实施方式中，所述滤波模块包括低通滤波器。在一种可能的实施方式中，所述相关模块包括乘法单元及累加单元，所述乘法单元用于将所述包络信号与所述预设包络信号的对应位相乘，得到多个中间结果；所述累加单元电连接于所述乘法单元，用于将多个所述中间结果进行累加，得到所述相关信号。在一种可能的实施方式中，所述测距模块包括峰值检测单元，所述峰值检测单元用于对所述相关信号进行峰值检测，包括：比较子单元，用于将当前时刻的相关信号与前一时刻的峰值进行比较，得到比较结果；峰值确定子单元，电连接于所述比较子单元，用于在比较结果为当前时刻的相关信号大于前一时刻的峰值时，将当前时刻的相关信号设定为当前时刻的峰值；或在比较结果为前一时刻的相关信号大于当前时刻的相关信号时，将前一时刻的峰值设定为当前时刻的峰值。在一种可能的实施方式中，所述峰值检测单元还包括：峰值存储子单元，电连接于所述比较子单元及所述峰值确定子单元，用于存储峰值。在一种可能的实施方式中，所述测距模块还包括：测距单元，电连接于所述峰值检测单元，用于利用检测得到的峰值确定距离，其中，所述利用检测得到的峰值确定距离，包括：利用所述峰值所在的数据位、所述相关数据的速率确定距离。对为了解决上述技术问题，根据本技术的另一实施例，提供了一种终端，所述终端包括：所述的测距装置。有益效果通过以上装置，本技术实施例可以利用模数转换模块对接收到的模拟超声信号进行带通采样，并将采样得到的信号进行模数转换，得到数字超声信号，利用倍频模块对所述数字超声信号进行倍频处理，得到倍频信号，通过滤波模块对所述倍频信号进行滤波，得到包络信号，利用相关模块将所述包络信号与预设包络信号进行相关处理，得到相关信号，利用测距模块对所述相关信号进行峰值检测，并利用检测得到的峰值确定距离。采用以上装置进行测距，消除了载波频偏的影响，提高了测距的精度。根据下面参考附图对示例性实施例的详细说明，本技术的其它特征及方面将变得清楚。附图说明包含在说明书中并且构成说明书的一部分的附图与说明书一起示出了本技术的示例性实施例、特征和方面，并且用于解释本技术的原理。图1示出了根据本技术一实施方式的超声测距原理示意图。图2示出了根据本技术一实施例的测距装置的框图。图3示出了根据本技术一实施例的测距装置的框图。具体实施方式以下将参考附图详细说明本技术的各种示例性实施例、特征和方面。附图中相同的附图标记表示功能相同或相似的元件。尽管在附图中示出了实施例的各种方面，但是除非特别指出，不必按比例绘制附图。在这里专用的词“示例性”意为“用作例子、实施例或说明性”。这里作为“示例性”所说明的任何实施例不必解释为优于或好于其它实施例。另外，为了更好的说明本技术，在下文的具体实施方式中给出了众多的具体细节。本领域技术人员应当理解，没有某些具体细节，本技术同样可以实施。在一些实例中，对于本领域技术人员熟知的方法、手段、元件和电路未作详细描述，以便于凸显本技术的主旨。请参阅图1，图1示出了根据本技术一实施方式的超声测距原理示意图。如图1所示，在超声波测距中，超声波发射器向某一方向发射超声波，在发射时刻的同时开始计时，超声波在空气中传播，途中碰到障碍物就立即返回来，超声波接收器收到反射波就立即停止计时。超声波在空气中的传播速度为340m/s，根据计时器记录的时间t，就可以计算出发射点距障碍物的距离(s)，即：s＝340t/2。由于超声波是一种声波，其声速V与温度有关。在使用时，如果传播介质温度变化不大，则可近似认为超声波速度在传播的过程中是基本不变的。如果对测距精度要求很高，则应通过温度补偿的方法对测量结果加以数值校正。声速确定后，只要测得超声波往返的时间，即可求得距离。根据图1可得：H＝S*cosθ(1)θ＝arctg(L/H)(2)其中，S表示超声波到达障碍物的长度，L表示超声波发射器和超声波接收器之间距离的一半，H表示待测的距离，θ表示H与L之间的夹角。超声波传播的距离为：2S＝vt(3)其中，v表示超声波在介质中的传播速度，t表示超声波从发射到接收所需要的时间。将公式(2)、公式(3)代入公式(1)中得：因为超声波的传播速度v在一定的温度下是一个常数(例如在温度T＝30度时,V＝349m/s)，当需要测量的距离H远远大于L时，公式(4)变为：H＝1/2vt(5)因此，通过以上公式，就可以得出测量的距离H。相关技术测距精度较低，为了增加测距的精度，可以采用自动频率控制电路，但是这极大地增加了接收电路的复杂度。另一方面当工作在厘米级短距离测距模式时，自动频率控制电路的频率锁定时间可能会大于回波延迟时间，导致它不能正常工作。为解决以上问题，本技术实施例提出一种测距装置，可以以低复杂度的电路实现高精度测距，并且在厘米级短距离测距下依然可以正常工本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种测距装置，其特征在于，所述装置包括：/n模数转换模块，用于对接收到的模拟超声信号进行带通采样，并将采样得到的信号进行模数转换，得到数字超声信号；/n倍频模块，电连接于所述模数转换模块，用于对所述数字超声信号进行倍频处理，得到倍频信号；/n滤波模块，电连接于所述倍频模块，用于对所述倍频信号进行滤波，得到包络信号；/n相关模块，电连接于所述滤波模块，用于将所述包络信号与预设包络信号进行相关处理，得到相关信号；/n测距模块，电连接于所述相关模块，用于对所述相关信号进行峰值检测，并利用检测得到的峰值确定距离。/n

【技术特征摘要】
1.一种测距装置，其特征在于，所述装置包括：
模数转换模块，用于对接收到的模拟超声信号进行带通采样，并将采样得到的信号进行模数转换，得到数字超声信号；
倍频模块，电连接于所述模数转换模块，用于对所述数字超声信号进行倍频处理，得到倍频信号；
滤波模块，电连接于所述倍频模块，用于对所述倍频信号进行滤波，得到包络信号；
相关模块，电连接于所述滤波模块，用于将所述包络信号与预设包络信号进行相关处理，得到相关信号；
测距模块，电连接于所述相关模块，用于对所述相关信号进行峰值检测，并利用检测得到的峰值确定距离。


2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述模数转换模块包括模数转换器，所述模数转换器被设置为工作于西格玛-德尔塔Sigma-Delta模式。


3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述倍频模块包括乘法器。


4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述滤波模块包括低通滤波器。


5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述相关模块包括乘法单元及累加单元，
所述乘法单元用于将所述包络信号与所述预设包络信号的对应位相乘，得到多个中间结果；
所述累加单...

【专利技术属性】
技术研发人员：张文荣，包旭鹤，陆健，罗鹏，孙建刚，
申请(专利权)人：广东晟矽微电子有限公司，
类型：新型
国别省市：广东;44