超声波液位计及流量计在测量中时差法的探讨  二十九

6．2仿真匹配滤波器的工作过程

6．2．1对正弦信号进行匹配滤波

当所发射超声波信号为正弦信号时，根据匹配滤波器的适应性，则该输入信号所对应的匹配滤波器的冲击响应函，匹配滤波器输入信号与输出信号波形，输入信号周期为r的正弦信号时，经匹配滤波器处理后，信号包迹呈线性规律变化，主瓣与旁瓣幅值差距不明显，整个信号持续时间为2T一1。

6．2．2线性调频信号进行匹配滤波

当所发射超声波信号为线性调频信号时， 则经过时间f 7后在接收端接收到的信号，根据匹配滤波器的适应性，则该输入信号所对应的匹配滤波器的冲击响，匹配滤波器对线性调频信号的输出为的函数，可近似认为波形的大部分能量集中在第一对零点所夹的主瓣之内，因此第一对零点所对应的时间间隔就被认为是输出脉冲的宽度。匹配滤波器输出信号的脉冲压缩比。

所以通过改变发射长脉冲及增加发射信号的脉冲宽度可有效的改善分辨率。

将线性调频信号经过匹配滤波器后的输出波形在幅值最高点附近放大，放大后的波形如图6-6所示。信号能量非常集中，在第2300点处匹配滤波器结果取得最大值，在该点幅值较其它处有明显变化，所以可容易的确定出幅值最高点。确定出幅值最高点后，根据匹配滤波器的性质，匹配滤波器的输出结果中的幅值取得最大值点与开始有值时的初始点之间的持续时间为匹配滤波器冲击响应的持续时间，也就是所发射的电信号的持续时间，所以可利用幅值最高点所在时间点与发射电信号的周期丁所包含点数之差，来确定接收到超声信号的初始时刻。

电磁流量计