[发明专利]一种数字序列驱动超声传感器的方法及装置

权利要求书

1.一种数字序列驱动超声传感器的方法，其特征在于，所述方法包括：

S1、以数字芯片构成控制模块产生逻辑电平作为数字序列a(k)；

S2、以超声激励芯片组成超声激励模块产生高能激励信号x_n(t)；

所述步骤S2具体为：

控制模块输出的数字序列个数由所需激励的超声传感器数目确定，数字序列长度由所需激励的超声信号类型确定；

超声激励模块的供电形式为双极性直流电压供电，电源采用AC-DC模式，将220V交流电转换为直流可调电压源，直流电压源电压值即为高能激励信号的幅值；

所述步骤S2还包括：

超声激励芯片由控制模块通过逻辑电平进行控制，每2个控制引脚控制1路超声激励信号，1路高能激励信号x₁(t)由其相对应的2路数字序列α₁(k)与α₂(k)进行组合控制，当数字序列由0跳变至1时视为高能激励信号的上升沿，数字序列由1跳变至0时视为高能激励信号的下降沿，数字序列为1且不跳变时则将高能激励信号输出进行保持，由此形成数字序列与高能激励信号的控制关系x₁(t)＝α₁(k)EG(t-k₁τ₁)-α₂(k)EG(t-k₂τ₂)，其中，G(t-kτ)是长度为τ的窗函数并且时间常数τ即为数字序列高电平的保持时间；E为电源模块提供给超声激励模块的直流电压幅值；各路高能激励信号之间互相独立，可同时分别产生不同的高能激励信号x₁(t)至x_n(t)，即，

其中，α_2n-1(k)和α_2n(k)分别为2n-1、2n路数字序列；K为激励信号的总长度，G(t-k_2n-1τ_2n-1)是长度为τ_2n-1的窗函数，G(t-k_2nτ_2n)是长度为τ_2n的窗函数，并且与均为0或1的逻辑值，由控制模块给出；是基频为ω_2n-1的方波信号傅里叶三角函数展开式，是基频为ω_2n的方波信号傅里叶三角函数展开式，ω_2n-1与ω_2n即由α_2n-1(k)G(t-k_2n-1τ_2n-1)与α_2n(k)EG(t-k_2nτ_2n)进行控制；E为电源模块提供给超声激励模块的直流电压幅值；n∈Z⁺，为所需激励传感器个数；

S3、高能激励信号激励超声传感器产生激励信号可控的超声波信号y_n(t)。

2.根据权利要求1所述的数字序列驱动超声传感器方法，其特征在于，所述步骤S1具体为：

通过编程使控制模块产生高电平为+3.3V、低电平为0V的逻辑电平作为数字序列控制信号α(k)，控制模块输出的单路数字序列α(k)表达式为：

其中，K为序列的总长度，K的步长由控制模块的时钟信号确定，b_k为由控制模块给出的0或1的逻辑值，A为逻辑电平幅值，数字序列的逻辑顺序b_k由编程进行改变。

3.根据权利要求1所述的数字序列驱动超声传感器方法，其特征在于，所述步骤S2还包括：

对超声激励信号形式的控制由对控制模块进行编程来实现，其中，激励信号中心频率、相位、脉冲宽度、脉冲个数、码元频率、码元组合、编码持续时间、重复频率参数均由控制模块改变控制引脚的逻辑时序与逻辑电平持续时间G(t-k_2n-1τ_2n-1)与G(t-k_2nτ_2n)来调节。