[发明专利]压电超声换能器驱动信号的成型方法

摘要

本发明公布了压电超声换能器驱动信号的成型方法，该方法基于信号处理原理，从参考驱动信号中提取波形完整部分作为目标响应信号，又根据叠加原理，通过加权叠加驱动脉冲从而得到合成驱动响应，令合成响应与目标响应进行比较，再根据误差平方和均值最小(minimum mean square error，MMSE)准则，从而得到合成加权系数，进而得到新的驱动信号。该发明适用于压电式窄带换能器，并可以有效改善驱动信号的拖尾现象，从而提高系统的信噪比。相比于传统的通过改善换能器结构或是脉冲压缩来提高信噪比的方法，本发明更适用于空气耦合压电式窄带换能器，扩展了压电式换能器的应用范围。

主权项

1.压电式超声换能器驱动信号的成型方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：步骤1：选取中心频率一定的窄带压电式换能器构成收发装置，并确保收发换能器的震动平面水平，同时二者中心点在一条直线上；步骤2：使用波形发生器产生一个窄带参考脉冲信号x_SRP(t)，并驱动发送换能器；步骤3：接受换能器收到上述步骤2中发送的传输信号后，将信号读取至示波器，并接受参考脉冲响应信号y_SRP(t)，最后连接至电脑进行数字化分析；步骤4：从上述步骤3中得到的响应信号为y_SRP(t)，并对该信号进行时域采样，采样频率为f_C，采样后可得到离散参考响应信号y_SRP(n)；步骤5：对上述步骤4中得到的离散参考响应信号y_SRP(n)进行加窗W(n)，截取其中波形完整部分作为目标响应信号y_obj(n)；步骤6：对上述步骤4中得到的离散参考响应信号y_SRP(n)进行叠加，根据信号叠加原理，经过上述操作的信号可模拟多个收发系统的总脉冲响应，可得到合成驱动响应信号其中N为采样点数，a_k为待求加权系数；步骤7：根据误差平方和均值最小准则，对加权系数a_k值进行估计；步骤8：根据上述步骤7中得到的加权系数a_k，以及上述步骤2中的离散化窄带参考脉冲信号x_SRP(n)进行合成，得到目标驱动信号x_obj(n)。