ZHCU625A January 2019 – July 2022
Equation5 提供了飞行时间的信号处理。
其中
与此类似,在传感器 1(上行捕获)处接收的信号 r1(t) 由数据向量表示,请参阅Equation6。
例如,当采样频率 fs = 4000kHz、捕获持续时间为 40µs 时,接收的数据向量大小为 N = 160。
根据 r1 和 r2,相关值 corr(k) 的计算公式为Equation7。
其中
最大相关值的计算公式为Equation8。
其中
这些变量是处于和接近于最大值的相关值。实际的最大相关值现在通过内插确定(请参阅Equation9)。
DToF 现在通过Equation10 确定。
为达到高效实现,m 选择为 +1,这意味着大部分时间仅计算三个相关值(Z-1、Z0 和 Z+1)。图 3-3 显示了先前关系。
基于相关值的 ToF 计算以前在文献中已有报告,如 MSP430FR58xx、MSP430FR59xx 和 MSP430FR6xx 系列用户指南 所述。EVM430-FR6043 硬件指南 说明了高效的内插技术。如前所述,为达到高效实现,仅通过几个点计算相关值,从而获得低功耗实现。
通过估计气体中的准确 absToF,不需要使用温度传感器来计算气体中的声速。在本参考设计使用的 USS SW 库中,absToF 通过计算接收信号的包络来确定。先计算每个捕获的信号最大值。然后确定此最大值的包络交叉给定比率。随后通过此包络交叉阈值的恒定偏移来计算 absToF,如图 3-4 和Equation11 所示。
UPS 和 DNS absToF 通过Equation11 确定。
其中
通常,此值范围为 35 至 70µs。阈值参数 Tthreshups 和 Tthreshdns 与从 ADC 触发到达到信号最大值的包络交叉特定比率(通常选择为 20%)之间的时间对应。