[发明专利]一种超声波信号发生器的智能扫频方法

权利要求书

1.一种超声波信号发生器的智能扫频方法，用于连接有N个超声波换能器的超声波信号发生器，N为大于等于2的自然数，其特征在于：包括如下步骤

步骤1、参数预设置阶段，设置如下参数：扫频起始频率f_start、终止频率f_stop、扫频间隔f_step、预扫次数N_init、相对频率差RFD、相对频率步距RFS和相对频率步距倍率k；

步骤2、初始化预扫描阶段，超声波信号发生器在进行初始化预扫描的同时，检测与之连接的N个超声波换能器的固有振动频率，并将N个超声波换能器的固有振动频率进行递增排序，分别记为f₁、f₂、f₃、…、f_N-1、f_N；初始化预扫描阶段包括如下步骤：

步骤2-1、进行线性频率预扫描：超声波信号发生器输出的驱动频率由扫频起始频率f_start开始，每隔固定的时间间隔依次增加扫频间隔f_step，直至超声波信号发生器输出的驱动频率增至终止频率f_stop；

步骤2-2、重复步骤2-1N_init次，预扫次数N_init为大于等于1的自然数；

步骤3、智能扫频阶段，将起始频率f_start赋值为(1-RFD)×f₁，将终止频率f_stop赋值为(1+RFD)×f_N，扫频间隔f_step保持为初始值不变，其中RFD为预设的相对频率差；设超声波信号发生器当前输出的驱动频率为f_cur，f_cur的初始值等于起始频率f_start＝(1-RFD)×f₁；智能扫频阶段具体包括如下步骤：

步骤3-1、判断f_cur是否大于f_stop：如是，本次智能扫频结束；如否，进入步骤3-2；

步骤3-2、判断是否大于预设的相对频率差RFD：如是，进入步骤3-3；如否，进入步骤3-6，其中i＝1、2、3、…、N，i的初始值为1；

步骤3-3、判断f_cur是否大于f_i+1：如是，将i的取值加1，然后返回步骤3-3；如否，进入步骤3-4；

步骤3-4、判断是否小于预设的相对频率差RFD：如是，进入步骤3-5；如否，将扫频间隔f_step赋值为k*RFS*f_i，其中RFS为预设的相对频率步距，相对频率步距倍率k为不小于1的预设常数，然后进入步骤3-6；

步骤3-5、将i的取值加1，将扫频间隔f_step赋值为RFS*f_i，其中RFS为预设的相对频率步距，然后进入步骤3-6；

步骤3-6、将超声波信号发生器当前输出的驱动频率为f_cur赋值为f_cur加上扫频间隔f_step，然后返回步骤3-1。

2.根据权利要求1所述的超声波信号发生器的智能扫频方法，其特征在于：所述智能扫频阶段还包括步骤3-7、重复步骤3-1至步骤3-6X次，X的取值为大于等于1的自然数。

3.根据权利要求1或2所述的超声波信号发生器的智能扫频方法，其特征在于：超声波信号发生器在执行步骤3的同时，再次检测与之连接的N个超声波换能器的固有振动频率，并将N个超声波换能器的固有振动频率进行更新，将更新后的N个固有振动频率再进行递增排序，分别记为f₁、f₂、f₃、…、f_N-1、f_N，然后反复执行步骤3。

4.根据权利要求1所述的超声波信号发生器的智能扫频方法，其特征在于：参数预设置阶段中需要设置的参数从超声波信号发生器的存储单元中直接读取，或由用户设置。

5.根据权利要求1所述的超声波信号发生器的智能扫频方法，其特征在于：预设的相对频率差RFD的取值范围为0.2％～1.5％；预设的相对步距RFS的取值范围为0.01％～0.2％；相对频率步距倍率k的取值范围为1.2～5。