一种增强脉冲信号与环境噪声区分度的电路及方法与流程

本发明涉及超声波信号检测领域，特别是涉及一种增强脉冲信号与环境噪声区分度的电路及方法。

背景技术：

1、对于超声波测距的应用，发送机发送脉冲信号后，经过障碍物反射，一部分脉冲信号被接收机接收，根据发送和接收的时间计算距离。发射信号遇到一些小障碍物的话，比如雨滴和雪花，也会返回小部分的脉冲信号，另外由于接收机本身电路的噪声，也会在接收信号上产生噪声。超声波接收机在接收时会先经过一个带通滤波器和低通滤波器，从而得到接收信号的包络。后续电路就从这个包络信号中检测凸起的脉冲，此脉冲就是被障碍物反射回的信号。如果需要检测的距离较长，即目标障碍物较远时，其返回的信号能量就会很接近噪声，从而对接收机的判断产生不利影响。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种增强脉冲信号与环境噪声区分度的电路及方法，能够增强脉冲信号与环境噪声区分度，提高接收机接收到的脉冲信号的准确度。

2、为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

3、一种增强脉冲信号与环境噪声区分度的电路，所述电路包括：滤波器电路、乘法器电路、减法器电路、消负值电路、比较器电路和选择器电路；

4、输入信号包括脉冲信号和环境噪声信号；

5、所述输入信号输入所述滤波器电路的输入端；所述滤波器电路的输出端与所述乘法器电路的输入端连接；所述乘法器电路包括第一输出端和第二输出端；所述第一输出端与所述比较器的第一输入端连接；所述第二输出端与所述减法器的第一输入端连接；所述输入信号输入所述减法器的第二输入端；所述减法器的输出端与所述消负值电路的输入端连接；所述输入信号输入所述比较器的第二输入端；所述比较器的的输出端与所述选择器的第一输入端连接；所述消负值电路的输出端与所述选择器的第二输入端连接；所述输入信号输入所述选择器的第三输入端；所述选择器的输出端输出所述脉冲信号。

6、可选地，所述滤波器电路为iir低通滤波器电路。

7、可选地，所述iir低通滤波器电路为一阶iir低通滤波器电路。

8、可选地，所述乘法器电路包括第一乘法器电路和第二乘法器电路；

9、所述滤波器电路的输出端分别与所述第一乘法器电路的第一输入端和所述第二乘法器电路的第一输入端连接；所述第一乘法器电路的第二输入端用于输入第一系数；所述第二乘法器电路的第二输入端均用于输入第二系数；所述第一乘法器电路的输出端为所述乘法器电路的第一输出端；所述第二乘法器电路的输出端为所述乘法器电路的第二输出端。

10、可选地，所述第一系数的数值大于1且所述第一系数的数值小于2。

11、可选地，所述第二系数的数值大于0且所述第二系数的数值小于1。

12、一种增强脉冲信号与环境噪声区分度的方法，应用于上述的增强脉冲信号与环境噪声区分度的电路，所述方法包括：

13、获取输入信号；所述输入信号包括脉冲信号和环境噪声信号；

14、对所述输入信号进行滤波，得到第一环境噪声值；

15、将所述第一环境噪声值分别乘以第一系数和第二系数，得到对应的第二环境噪声值和第三环境噪声值；

16、根据所述输入信号与所述第三环境噪声值的数值大小的比较结果，得到第一比较输出信号；其中，当所述输入信号大于所述第三环境噪声值时，所述第一比较输出信号为所述输入信号；当所述输入信号小于等于所述第三环境噪声值时，所述第一比较输出信号为所述输入信号与所述第二环境噪声值的差值；

17、根据所述比较输出信号与零的数值大小的比较结果，得到正值信号；其中，当所述比较输出信号大于零时，所述正值信号为所述比较输出信号；当所述比较输出信号小于等于零时，所述正值信号为零；

18、根据所述第二环境噪声值与所述输入信号的数值大小的比较结果，得到第二比较输出信号；其中，当所述第二环境噪声值大于所述输入信号时，所述第二比较输出信号为所述第二环境噪声值；当所述第二环境噪声值小于等于所述输入信号时，所述第二比较输出信号为所述输入信号；

19、根据所述第二比较输出信号、所述正值信号和所述输入信号的数值大小的比较结果，得到所述脉冲信号。

20、可选地，应用一阶iir低通滤波器对所述输入信号进行滤波；所述一阶iir低通滤波器的公式为：

21、y(n)＝m/n*x(n)+(n-m)/n*y(n-1)；

22、其中，y(n)表示第n拍的输出，y(n-1)表示第n-1拍的输出，x(n)表示第n拍的输入，m和n分别为配置参数。

23、根据本发明提供的具体实施例，本发明公开了以下技术效果：

24、本发明提供了一种增强脉冲信号与环境噪声区分度的电路，主要应用在超声波信号检测上，本发明在增强信号的同时，抑制环境噪声，从而起到能更好地从环境噪声中区分出信号的作用。本发明用一个iir滤波器把混杂噪声和脉冲信号的包络信号滤波得到第一环境噪声值，再把第一环境噪声值乘以第一系数后得到第二环境噪声值。把包络信号与第二环境噪声值进行比较，如果包络信号大于第二环境噪声值，那么就输出包络信号，否则就输出包络信号与第三环境噪声值的差值。第三环境噪声值是由第一环境噪声值乘以第二系数值后得到的。通过本发明使得包络信号中的脉冲信号与环境噪声信号的差值变大，从而能够更好地从包络信号中检测出脉冲信号。

技术特征：

1.一种增强脉冲信号与环境噪声区分度的电路，其特征在于，所述电路包括：滤波器电路、乘法器电路、减法器电路、消负值电路、比较器电路和选择器电路；

2.根据权利要求1所述的增强脉冲信号与环境噪声区分度的电路，其特征在于，所述滤波器电路为iir低通滤波器电路。

3.根据权利要求2所述的增强脉冲信号与环境噪声区分度的电路，其特征在于，所述iir低通滤波器电路为一阶iir低通滤波器电路。

4.根据权利要求1所述的增强脉冲信号与环境噪声区分度的电路，其特征在于，所述乘法器电路包括第一乘法器电路和第二乘法器电路；

5.根据权利要求4所述的增强脉冲信号与环境噪声区分度的电路，其特征在于，所述第一系数的数值大于1且所述第一系数的数值小于2。

6.根据权利要求4所述的增强脉冲信号与环境噪声区分度的电路，其特征在于，所述第二系数的数值大于0且所述第二系数的数值小于1。

7.一种增强脉冲信号与环境噪声区分度的方法，其特征在于，所述方法包括：

8.根据权利要求7所述的增强脉冲信号与环境噪声区分度的方法，其特征在于，应用一阶iir低通滤波器对所述输入信号进行滤波；所述一阶iir低通滤波器的公式为：

技术总结
本发明公开一种增强脉冲信号与环境噪声区分度的电路及方法，涉及超声波信号检测领域。该电路包括：输入信号输入滤波器电路的输入端；滤波器电路的输出端与乘法器电路的输入端连接；乘法器电路包括第一输出端和第二输出端；第一输出端与比较器的第一输入端连接；第二输出端与减法器的第一输入端连接；输入信号输入减法器的第二输入端；减法器的输出端与消负值电路的输入端连接；输入信号输入比较器的第二输入端；比较器的的输出端与选择器的第一输入端连接；消负值电路的输出端与选择器的第二输入端连接；输入信号输入选择器的第三输入端；选择器的输出端输出脉冲信号。本发明能够提高接收机接收到的脉冲信号的准确度。

技术研发人员：王吉健,何留留,徐红如
受保护的技术使用者：南京英锐创电子科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/3/24