超声波流量计使用编码技术的探讨 二十七

3．3．2采样插值方法

低流速时，测量传播时间的绝对分辨率要达到lO^-9s(ns)，若按照常规的“采样保持+脉冲技术”模式捕捉接收信号，采样频率要求在1000MHz以上，这个参数对硬件采样电路不现实。

考虑到系统采用的超声换能器中心频率为1251(Hz，根据香农(Shannon)采样定理采样频率只要满足2*125=250kHz就可复现信号， 所以可以采用一般的硬件采样复现信号，而后通过数字信号处理中常用的插值算法从软件方面提高系统的采样频率，从而提高时间分辨率。

使用A／D芯片不仅能实现接收信号的采样捕捉，还能直接把接收信号解调为数字信号供数字处理设备处理。加芯片有两个基本参数：采样频率和位数。如上所述，要复现频率125kHz左右的信号，采样频率至少需250kHz。为更好地还原信号，同时考虑到前置放大滤波等电路的设计方便，一般取最低采样频率的5～10倍，可以考虑为1MHz。A／D芯片位数的选择与后继软件插值点数有关，所以先介绍插值原理再分析位数的选择。

根据插值原理H，将数字信号x(n)的采样频率提高N，得到v(n)，则需要对信号进行插值处理，一般方法就是在x(n)的每相邻的两个点之间补N一1个0，而后再对该信号进行低通滤波。

采样插值方法用软件插值扩频原理补偿了用较低频率捕捉接收信号时产生的误差，但代价是选择速率快、精度高的高性能加转换芯片，会大大增加系统成本。

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