[发明专利]具有基于模型的边带平衡的压电换能器控制器

说明书

本公开涉及具有基于模型的边带平衡的压电换能器控制器。本发明提供了具有基于模型的边带平衡的各种传感器、传感器控制器和传感器控制方法。在一个例示性实施方案中，用于压电换能器的控制器包括发射器、接收器和耦接至该发射器和该接收器的处理电路。处理电路执行校准和回波检测，该校准包括：感测作为频率的函数的压电换能器的相位响应；从相位响应导出压电换能器的等效电路参数；以及基于等效电路参数中的一者或多者来确定边带不平衡。一旦识别出边带不平衡，处理电路就可执行考虑到边带不平衡的回波检测处理。

技术领域

本申请整体涉及汽车传感器，并且更具体地讲，涉及用于压电换能器的控制器。

背景技术

现代汽车装配有大量种类繁多的传感器。例如，汽车现在通常配备有压电传感器的阵列，以监测汽车与附近任何人员、宠物、车辆或其他障碍物之间的距离。由于环境“噪声”和安全问题，可要求传感器中的每个在汽车运动时每秒提供数十次测量。可靠地执行对此类传感器阵列而言很重要。

随着传感器数量的增加，也需要多个传感器同时工作，从而增加了传感器之间产生干扰的风险。因为来自多个传感器的声学脉冲串可能同时处于“飞行中”，所以来自第一传感器的脉冲串的回波可能被其他传感器检测到并且变得错误地与其他脉冲串相关联，从而导致不正确的飞行时间确定和错误的距离测量。相关申请15/888，471(“用于多信道感测的复合声学脉冲串(Composite Acoustic Bursts for Multi-channel Sensing)”)通过采用信号边带能量将声学脉冲串与其原始传感器相关联来解决该问题。然而，边带衰减取决于各种因素，包括温度、传感器老化和换能器的外部负载。如果边带变得不平衡(受到不相等的衰减)，则传感器的飞行时间确定的准确性可能受到不利影响。

发明内容

根据本申请的一个方面，提供了用于压电换能器的控制器，其特征在于该控制器包括：发射器，该发射器驱动压电换能器；接收器，该接收器感测压电换能器的响应；以及处理电路，该处理电路耦接到发射器和接收器以执行校准和回波检测，校准包括：感测作为频率的函数的压电换能器的相位响应；从相位响应导出压电换能器的等效电路参数；以及基于等效电路参数中的一者或多者来确定边带不平衡。

在一个实施方案中，控制器的特征还在于等效电路参数包括串联分支的电容C_S、电感L_S和电阻R_S以及与串联分支并联的电容器的电容C_P。

在一个实施方案中，所述控制器的特征还在于所述等效参数用于等效电路，所述等效电路还包括与所述串联分支并联的电感器的电感L_P和所述电感器的电阻R_LP。

在一个实施方案中，控制器的特征还在于从相位响应导出压电换能器的等效电路参数包括：基于所感测的相位响应上的点与等效电路相位响应上的点的比较来确定针对所感测的相位响应的线性相位校正。

在一个实施方案中，控制器的特征还在于从相位响应导出压电换能器的等效电路参数包括：找到所感测的相位响应中的峰值；确定所述峰值的平均相位；以及基于所感测的相位响应的峰值的平均相位与等效电路相位响应的峰值的平均相位的比较来调节电容C_P。

在一个实施方案中，所述控制器的特征还在于确定所述平均相位包括找到所感测的相位响应中的谷值，并且其特征还在于从所述相位响应导出所述压电换能器的等效电路参数包括：确定所述谷值和所述峰值之间的平均频率；以及基于所述平均频率与所述等效电路相位响应的平均频率的比较，调节电感L_S与电容C_S的乘积。

在一个实施方案中，所述控制器的特征还在于从所述相位响应导出所述压电换能器的等效电路参数包括：确定所述谷值和所述峰值之间的频率差；以及基于所述频率差与所述等效电路相位响应的频率差的比较来调节电感L_S与电容C_S的比率。