超声波测距自动增益校准装置、系统及方法与流程

技术特征：
1.一种超声波测距自动增益校准装置，其特征在于，包括：超声波接收模块，用于采集待校准超声波单元在待测距离发出的回波信号；自调整放大模块，与所述超声波接收模块电性连接，用于对所述回波信号进行增益放大且使增益值从小至大连续可调，输出放大后的所述回波信号；检波模块，与所述自调整放大模块电性连接，用于采集放大后的所述回波信号，并对放大后的所述回波信号进行检波处理，输出检波处理后的信号；回波信号检测模块，与所述检波模块电性连接，用于将所述检波处理后的信号与基准电平进行比较，输出有效回波信号；mcu模块，与所述检波模块电性连接，用于持续调节所述自调整放大模块的增益值，直至所述有效回波信号能持续达到有效回波强度，将所述自调整放大模块的增益值作为所述待校准超声波单元在所述待测距离的校准增益值。2.根据权利要求1所述的一种超声波测距自动增益校准装置，其特征在于，所述自调整放大模块，包括：回波信号放大单元，与所述超声波接收模块电性连接，用于通过一定的增益值放大所述回波信号；增益调节单元，与所述回波信号放大单元电性连接，用于调整所述回波信号放大单元的放大增益值；所述增益调节单元与所述mcu模块电性连接，用于根据所述mcu模块的指令调整所述回波信号放大单元的放大增益值。3.根据权利要求2所述的一种超声波测距自动增益校准装置，其特征在于，所述回波信号放大单元，包括：第一运算放大电路，与所述超声波接收模块电性连接，用于对所述回波信号进行一级放大；第二运算放大电路，与所述第一运算放大电路电性连接，用于对所述回波信号进行二级放大；所述增益调节单元设置在所述第一运算放大电路与所述第二运算放大电路之间，用于根据所述mcu模块的指令调整所述第二运算放大电路的放大倍数。4.根据权利要求3所述的一种超声波测距自动增益校准装置，其特征在于，所述增益调节单元，包括：数字电位器；所述数字电位器的控制端与所述mcu模块电性连接；所述数字电位器并联在所述第一运算放大电路与所述第二运算放大电路之间。5.根据权利要求3所述的一种超声波测距自动增益校准装置，其特征在于，所述回波信号放大单元，包括：第十四电阻、第十六电阻、第十八电阻、第十九电阻以及第一运算放大器、第二运算放大器；所述第一运算放大器与第十四电阻和第十八电阻电性连接后形成所述第一运算放大电路；所述第二运算放大器与第十六电阻电性连接后形成所述第二运算放大电路；所述第十九电阻设置在所述第一运算放大电路与第二运算放大电路之间并与所述增益调节单元并联，用于根据调整所述第二运算放大电路的放大倍数。
6.根据权利要求5所述的一种超声波测距自动增益校准装置，其特征在于：所述第一运算放大电路的增益为a1=
‑
r14/r18；所述第二运算放大电路的增益为a2=
‑
r16*（r19 ru3）/（r19*ru3）；其中，ru3为增益调节单元的阻值；r14为第十四电阻的阻值；r16为第十六电阻的阻值；r18为第十八电阻的阻值；r19为第十九电阻的阻值。7.根据权利要求1所述的一种超声波测距自动增益校准装置，其特征在于，还包括：通信模块；所述通信模块与所述mcu模块电性连接，用于将所述待校准超声波单元的校准增益值发送至外界接收端。8.一种超声波测距自动增益校准系统，其特征在于，包括：如权利要求1~7任一权利要求所述的超声波测距自动增益校准装置；连接件，用于设置所述超声波测距自动增益校准装置和待校准超声波单元；反射件，设置在所述待校准超声波单元的感应侧，并能够沿所述待校准超声波单元的感应方向移动；pc端，与所述超声波测距自动增益校准装置进行数据交互，用于采集所述超声波测距自动增益校准装置发出的校准增益值并将所述校准增益值显示在所述pc端上。9.根据权利要求8所述的一种超声波测距自动增益校准系统，其特征在于：所述待校准超声波单元设置在所述连接件的中部，用于向所述反射件的中部发出超声波；所述pc端与所述待校准超声波单元电性连接，用于控制所述待校准超声波单元的启停。10.一种利用如权利要求1所述的超声波测距自动增益校准装置的自动增益校准方法，其特征在于，包括：利用超声波接收模块采集待校准超声波单元在待测距离发出的回波信号；通过自调整放大模块对所述回波信号进行增益放大且使增益值从小至大连续可调，输出放大后的所述回波信号；通过检波模块采集放大后的所述回波信号，并对放大后的所述回波信号进行检波处理，输出检波处理后的信号；利用回波信号检测模块将所述检波处理后的信号与基准电平进行比较，输出有效回波信号；通过mcu模块持续调节所述自调整放大模块的增益值，直至所述有效回波信号能持续达到有效回波强度，将所述自调整放大模块的增益值作为所述待校准超声波单元在所述待测距离的校准增益值。

技术总结
本发明提供了一种超声波测距自动增益校准装置、系统及方法，包括：用于采集回波信号的超声波接收模块、自调整放大模块、检波模块、回波信号检测模块以及MCU模块；自调整放大模块对回波信号进行增益放大且使增益值连续可调，输出放大后的回波信号；检波模块采集放大后的回波信号，并对放大后的回波信号进行检波处理；回波信号检测模块将检波处理后的信号与基准电平进行比较，输出有效回波信号；MCU模块持续调节自调整放大模块的增益值，直至有效回波信号能持续达到有效回波强度，将自调整放大模块的增益值作为待校准超声波单元在待测距离的校准增益值。本发明能够自动获取待校准超声波单元的校准增益值，具有结构简单的优点。具有结构简单的优点。具有结构简单的优点。


技术研发人员：王元彬 许少强 陈兆先
受保护的技术使用者：汇智机器人科技（深圳）有限公司
技术研发日：2021.11.03
技术公布日：2021/11/30