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伪随机码超声扩频测距系统的研究

更新时间：2020-03-03 13:34:05 大小：3M 上传用户：守着阳光1985 查看TA发布的资源 标签：伪随机码超声扩频测距系统 下载积分：3分评价赚积分（如何评价?）打赏收藏评论(0) 举报

资料介绍

超声测距技术在车辆安全行驶的辅助系统、机器人定位、空气中与水下的目标探测、识别等领域具有广阔的应用前景。近年来，科学技术的不断发展对距离测量的精度、广度、抗干扰性提出了越来越高的要求。因此本文采用扩频技术在超声测距系统中，解决传统单脉冲回波方式超声测距存在测量距离短和精度低的问题。本文基于雷达中的脉冲压缩技术，提出用低频伪随机码（PN 码）调制的高频载波信号激励超声传感器，并用扩频芯片Z87200的匹配滤波器确定发射序列和接收序列的相位差，实现渡越时间（TOF）的捕获。本文构建了相关的硬件平台与软件模块，通过LCD 模块显示测量距离，读数直观，并实验证明此设计可行性。此方法提高有效作用距离和测量精度，可以升级为一个空间定位系统，使得多个发射器在同一时间传输信号实现信号的识别，避免信号碰撞，有较为广阔的应用前景。论文作者主要完成的工作包括：1. 调研了国内外超声波测距以及扩频通信技术的现状和发展情况，对于影响超声测距系统各种干扰测量精度的因素以及系统误差进行了较为详尽的分析。在此基础上并且给出了解决方案即设计了基于伪随机码超声扩频测距系统的体方案，解决了超声测距中作用距离与距离分辨力之间的矛盾。2. 发射电路能否合理设计直接影响发射波功率和波形的重复性，本系统依据三种发射电路的方案比较、设计与论证选用了MAX232 芯片作为发射电路主芯片激励超声传感器，峰峰值达20V，波形完整。3. 本设计采用美国Stanford Telecom 公司与Zilog 公司联合研制的扩频处理器Z87200，实现对波形信号的白化、扩频、调制以及解扩、解调、跟踪、和去白化等功能。4. 回波接收电路设计中采用了TL852 声纳专用接收芯片，其集成了可变增益、选频放大器来进行对回波信号的放大和滤波，提高信号的质量。5. 本文完成了硬件部分的设计，设计了软件的流程图并且完成了全部的代码编写工作，制作出了硬件电路板。论文最后对所做的工作以及过程中遇到的问题进行了总结和研究，分析了误差产生的原因并提出了相应的改进方案。