基于噪聲信號源的聲學測距系統的設計

測控論文編號:CK018  正文字數:22913,頁數:57   
目  錄
第1章 緒 論  1
1.1 課題產生的背景   1
1.2 有關聲波的基礎知識  3
1.2.1振動與聲    3
1.2.2聲波方程  4
1.2.3噪聲簡介  5
1.3 聲學測距系統的研發現狀  5
1.4 本課題的主要任務及意義   7
1.4.1設計任務    7
1.4.2課題意義  7
1.4.3論文內容安排  7
第2章 聲學測距系統的總體方案設計   8
2.1聲學測距系統任務分析   8
2.2硬件系統設計方案    8
2.3軟件系統設計方案    9
第3章 聲學測距系統的理論分析   11
3.1聲學測距基本原理  11
3.2算法分析   11
3.2.1相關系數及相關函數    11
3.2.2相關測量法   16
3.2.3相關測量技術的工程應用    18
3.3基于相關分析的聲學測距系統的測量原理   20
第4章 聲學測距系統的硬件設計   22
4.1聲波發射系統  22
4.1.1噪聲信號發生器    22
4.1.2功率放大電路   23
4.1.3揚聲器的選擇   24
4.2聲波接收系統   26
4.2.1傳聲器    27
4.2.2信號放大器  28
4.2.3濾波電路的設計  29
第5章 聲學測距系統軟件系統設計    32
5.1軟件簡介    32
5.2主程序設計  33
5.2.1數據采集程序設計  34
5.2.2數據處理程序的設計   39
5.3前面板設計  39
第6章 系統調試與分析    41
6.1硬件調試與分析   41
6.2軟件調試與分析  42
6.3系統聯調與結果分析  42
結論  46
社會經濟效益分析  47
參考文獻  48
致  謝   49
附錄Ⅰ 聲學測距系統硬件電路圖  50
附錄Ⅱ 聲學測距系統軟件程序圖   51
附錄Ⅲ 設備及元器件清單   52

摘  要
聲學測距技術是通過測量聲波信號在待測距離內的飛行時間，間接測量出被測距離的一種方法。本文介紹了基于噪聲信號源的聲學測距系統的設計。該系統采用寬帶噪聲信號源及相關分析法，對宏觀聲音飛行時間的測量。
本文詳細介紹了聲學法測距系統的測量原理和系統組成，包括：噪聲信號發射系統的設計、信號接收系統的設計以及數據采集和顯示系統的設計。在數據采集和顯示系統中用到了LabVIEW編程語言。實現了系統運行控制、相關分析及距離的計算機顯示。
該聲學測距系統具有操作簡單、性能可靠、抗干擾性強等特點。
關鍵詞：聲學測距系統；相關分析；噪聲信號；LabVIEW

設計任務
查閱資料，學習、掌握聲學測距原理及應用。測量中應用到相關測量法，掌握其基本理論以及時差法相關測量原理、應用及特點。整個系統分為硬件和軟件兩個部分：設計硬件電路，其中包括噪聲信號的發射與接收電路及信號調理電路；應用LabVIEW軟件設計聲學測距系統的數據采集、數據處理和結果顯示系統，最后完成圖形顯示相關函數波形，計算、顯示距離測量值。