·252· 北京科技大学学报 2005年第2期 出为0V.从图中可以看出，输出与输入成线性关 参考文献 系，用直线拟合后，相关系数0.998.实验结果表 [1]李柱峰.基于超声波的微机自动化测距方法，机电工程， 明，通过采用窄带调频，可以使用市场上普通的 2000,176):25 超声传感器来组成超声发射一接收传感器对，而 [2]Gough P T.Continuous transmission FM sonar with one octave bandwidth and no blind time.IEE Proc Part F,1984,131(3): 无须使用价格昂贵的宽带超声传感器，来实现精 270 确测距. [3]Tapson J.Wavemode Locking:a new measurement modality for proximity sensors.Ultrasonics,1998,36(1-5):53 4结论 [4]樊秀云，袁嗣杰.伪码数字相关在超声波测距中的应用 装备指挥技术学院学报，2002,13(3)：77 本文提出了一一种连续窄带调频超声测距方 们金基灿，王绍纯，采用单片机的同步外差相敏检波器.北 法.相对于脉冲超声波而言，在本超声波测距方 京科技大学学报，1994,16(5)：469 [句李希胜，金基灿，王绍纯，相敏检测系统中自动移相的实 法中，连续发射超声波，可以用较低的瞬时超声 现方法.数据采集与处理，1995,10(3224 波功率实现较高的平均发射功率，连续窄带调频 [)李希胜，王绍纯.连铸热坯双频涡流探伤技术.北京科技 超声测距方法的一个显著特点是通过采用窄带 大学学报，1995.17(4)：361 [⑧)吴红斌，赵家贵，变频调速中的电压测量技术，北京科技 调频，可以使用市场上普通的超声传感器来组成 大学学报，1994,16(5)：459 超声发射一接收传感器对，而无须使用价格昂贵 [9]LiX,Wang S.Improvement of boxcar integrator and application 的宽带超声传感器. to low resistance measurement of inductive load coil,J Univ Sci Technol Beijing,1998,5(3):180 Distance measurement with an ultrasonic ranging system based on continuous wave narrow bandwidth frequency modulation LI Xisheng,WU Bingzhen,YOU Jia,SHU Xiongying Information Engineering School,University of Science and Technology Beijing,Beijing 100083,China ABSTRACT Despite the advantage of high average power output,a wide bandwidth ultrasonic transducer is needed in the ultrasonic ranging system with traditional continuous wave frequency modulation.But the transducer with wide bandwidth is not commonly available.This paper proposed a new method of distance measurement named the continuous wave narrow bandwidth frequency modulation(CWNBFM)method.An important feature of the ultrasonic ranging system with CWNBFM is that by using narrow bandwidth frequency modulation,a common- ly commercial available ultrasonic transducer instead of the wide bandwidth ultrasonic transducer can be used in this system. KEY WORDS continuous wave;ultrasonic;transducer;distance measurement一 2 5 2 北 京 科 技 大 学 学 报 2 0 0 5 年 第 2 期 出为 O V . 从 图 中可 以看 出 , 输 出与输 入成 线 性 关 系 , 用 直 线拟 合 后 , 相关 系 数 .0 9 98 . 实验 结 果表 明 , 通 过采 用 窄带 调 频 , 可 以使用 市 场上 普 通 的 超 声传 感 器 来 组成 超 声发射 一 接 收传 感器 对 , 而 无 须 使用 价格 昂贵 的宽带 超声 传感 器 , 来实现 精 确 测 距 . 参 考 文 献 4 结 论 本 文 提 出 了一 种 连 续 窄 带 调 频 超 声 测 距 方 法 . 相 对 于脉 冲超 声波 而 言 , 在 本超 声 波 测距 方 法 中 , 连 续发 射 超 声波 , 可 以用 较低 的瞬 时超 声 波 功率 实现较 高 的平 均发 射 功率 . 连 续 窄带 调频 超 声测 距 方 法 的一 个显 著特 点是 通 过采 用 窄带 调 频 , 可 以使用 市场 上普 通 的超 声传 感器 来 组成 超 声发 射 一 接 收传 感 器对 , 而 无须 使 用价 格 昂贵 的宽带 超 声传 感 器 . 【l] 李柱 峰 . 基 于超 声 波 的微 机 自动 化测距 方 法 , 机 电工 程 , 2 0 0 0 , 1 7 ( 6 ) : 2 5 [2 ] G o u hg P .T C O ll ti nuo u s tr an s m i s s i o n FM s o n ar w it h o n e o e t va e b an dw id t】1 an d n o b l i n d t而 e . I E E P r o e P a rt F , 19 8 4 , 1 3 1 ( 3 ) 2 7 0 【3 ] 毛切s o n J . 环厄v em o d e L o e k in g : a n ew m e a s u re m ent m o d a lity of r P r ox 加ity s e n s o r s . U l t r a s o n i c s , 1 99 8 , 3 6 ( 1 一 5) : 5 3 4[] 樊秀 云 , 袁 嗣杰 . 伪 码数 字 相关在 超 声波 测距 中 的应 用 . 装备 指挥 技术 学院 学报 , 2 0 0 2 , 13 ( 3) : 7 7 5[] 金基 灿 , 王 绍纯 . 采用 单片 机 的同步 外差 相敏 检波 器 . 北 京科 技 大学 学报 , 19 94 , 1 6( 5 ) : 4 6 9 6[] 李希 胜 , 金 基灿 , 王绍 纯 . 相敏 检测 系统 中 自动 移相 的实 现 方法 . 数 据采 集 与处 理 , 19 9 5 , 1 0 ( 3 ) : 2 2 4 7[] 李希 胜 , 王 绍 纯 . 连铸 热坯 双频 涡流 探伤 技 术 北京 科技 大 学 学报 , 1 9 95 , 17 ( 4) : 3 6 1 8[ ] 吴 红斌 , 赵家 贵 . 变 频调 速 中的 电压测 量技 术 . 北京 科技 大 学 学报 , 1 9 94 , 16 ( 5 ) : 4 59 汇9 ] L I X , W ia 堪 S . Im P r o v em e nt o f b o xc ar i nte g r at o r an d ap P li e at i o n t o l o w r e s i s t an c e m e as u re m e lt o f i n du e t l , e l o a d e o i l , J U n iv s e i cT e h n o l B e ij i n g , 19 9 8 , 5 ( 3) : 18 0 D i s t an c e m e a s u r e m e nt w i t h an u ltr a s o n i c r an g i n g s y s t e m b a s e d o n c o n t i n u o u s W va e n ar o w b a n dw i d th fr e qu e n e y m o du l at i o n LI iX ` h e gn , 砰U iB 刀g , he n, I勺 U iJ a , 二丈叮U Xi 田诬幻 夕 i ng I n fo mr at i o n E n g ine e r i n g S e h o o l , nU i v ers ity o f s e i en e e an d eT e hn o l o gy B e ij in g , B e ij i n g l 0 0 0 8 3 , C h in a A B S T R A C T D e s P i t e ht e a dV a n t ag e o f ih gh va e r a g e P o w e r o t l t Put , a w i d e b an dw i d t l l u l tr a s o in e tr 肌 s d u c e r 1 5 n e e d e d i n ht e u l t r a s o n i e r a n g l gn s y s t e m w iht tr iad it on a l c o n t i n t l o u s w va e fer qu e n e y m o du l at ion . B ut ht e tr an s d u e e r 丽 ht w i d e b an dWi d t 1 1 i s n o t e o m o n l y va ia l ab l e . T ih s P ap e r P r op o s e d a ne w m o th O d o f d i s t an e e m e a s ur e m e nt n am e d ht e c o nt i nuo u s w aV e n ar o w b an d w i dht fr e明 e n cy m o du lat i o n ( C W N B FM ) m e t】1 ( , d . nA i mP o rt ant fe a t川, e o f ht e u l tr a s o n i c ar gn i n g s y s t em iW ht C W N B F M 1 5 ht at by u s i n g n aor w b an d诫d t l l fer q u e n e y m o d u lat i o n , a e o m m o n - ly e o m m e r e i a l va ia l ab l e u ltr a s o n i e tr an s du e e r in s t e a d o f t he w i d e b an d w i d t 1 i u ltr a s o in c tr an s du e er e an b e u s e d i n ht i s s y s t e m . K E Y W O R I ) 5 e o in i n u o u s w va e ; u ltr a s o n i e ; tr an s d u e e r ; di s t an e e m e a s ur e m e in