数据驱动的多普勒传感系统改进
:通过集成高性能数字信号,设计师简化了多普勒传感系统,增强其性能并缩短研发周期。这种方法结合数字信号(Digital Signal Controller,DSC)实现附加功能,如模数转换器(ADC)、比较器以及参考电压,从而减少组件数量和系统成本。这使得设计师能够创造出更多经济型和可靠型的非侵入式系统,与采用传统方法的系统相比,该系统具有更高的精确性。
在实际应用中,要达到更好的效果,测量系统必须精确地控制声波的频率和振幅。一个DSC可以通过产生不同时期和/或负载循环的脉冲宽度调制(PWM)波形来完成这个任务。此外,测量系统要能够将生成的信号聚焦到一个特定的方向上。但是,在实际应用中,你可能无法控制传感器的物理旋转。为了达到预期的方向,必须利用一个相控阵(亦可称为波束形成)。
一个相控阵由一组传感器组成,在这组传感器中,传送至各传感器信号其相对相位可以改变,从而增强阵列在预定方向上的有效辐射图。通过每隔一段固定或适当的延迟时间乘以每个单独的天线信号,以实现这一目标。这项操作是计算密集型,对于执行乘法,以及在一些先进运算法则中进行逆矩阵等操作,是非常重要。
根据不同应用,你可以利用DSC来规定固定或适当延迟时间。如此一来,就可以将源自不同传感器输入信号结合起来,并且无需移动这些未被移动过的地方就能到达兴趣点。
为了保证高保真度测量,一般需要快速精确的一个ADC——最好是集成型,以实现小尺寸、低成本的一体化解决方案。你还需要使用快速傅立叶变换分析得到频谱信息,以便估算目标位置和速度。在运行时调整滤波系数,这样做有助于消除噪音或者进行类似的拓扑结构优化。
由于固有的非线性特征,大多数传感设备都需要大量校准数据存储在永久存储设备上。而且,由于内存读取速度与存储空间限制,这些数据通常会随时调整片上闪存以满足实时需求。
对于闭环控制中的反馈环部分,可以直接从DSC执行控制算法如PID,有利于提高反馈环效率。在某些情况下,可以配置多个PID循环并行运行,每个用于不同的多普勒效应检测场景,其中包括流量计、汽车碰撞探测等领域。
总结来说,不同行业如工业流程监测、车辆安全辅助技术及医疗诊断,都能从简化后的、高性能数字处理能力提供给我们的现代微电子产品中受益匪浅。此类产品,如Microchip Technology公司dsPIC33FJ12GP系列产品,将简化工程师工作,同时降低整体生产成本,使得即便是在空间有限的情况下也能享受到这些技术带来的优势。