超声波流量计多声道气体测量技术探讨 八十三

4.2.2 数字极性相关原理

R 计算时，每计算一次，都要进行（N-L）次乘法和加法运算，这样求( ) 1 2

τ r r R 的最大值时需要较大的运算量，信号极性化后维持原信号的平稳性与遍历性，只用一个比较器电路即可。使用过零触发电路将原超声回波信号r1 (t )和r2 (t )转换成极性信号1 和0。当计算极性相关函数值时，设两信号同时为1 或0，则计数器加1，否则减1。将其中一个超声波信号序列作－N～N 的移位后与另一超声波信号序列作上述运算便可以得到所有的相关函数值。然后在整个范围内寻找极性相关函数的最大值，记下最大值所在的时刻，由此便可以计算出时延差值。

对放大后的超声回波信号还需进行过零检测，以便单片机记录信号的过零点时刻值。采用LM339 对信号进行过零检测，电路如图4-16 所示。该电路中的6 个二极管的作用是将输入信号经放大后的信号电压钳制在±5V 的范围内，以防止因为信号幅值过大而损坏器件。

4.2.3 改进的数字极性相关算法

在本课题研究超声波信号识别技术的实验电路中，接收到的超声波回波信号波

形。

超声波流量计