原创 【博客大赛】近距离测距

        近距离测距

  以一个矩形波与该回波后沿收发的时间差测距，就不受宽度和频率影响。设计脉冲宽度随机变化的信号探测，以应对近距离收发常出现的多次反射和非本次的回波干扰。使用矩形波是因为处理便捷，而其频谱复杂，则不采用选频接收；其菱角传输过程被“磨掉”，则采用检测过零点工作形式。回波的升降沿和过零点随发送波形改变，对判别影响不大。

  工作不稳定的环形振荡电路参数随运放块A的压摆率与非或门A的传输延时改变，产生宽度随机改变的脉冲序列，由延时较大的B门控制，间歇产生帧脉冲，通过跟随器B，分别经两个二极管加到运放块C的+-端，而+端脉冲调制激光之类器件
将信号发送。用光敏器件接收回波，也加到运放块C的+端(回波信号强度达毫伏级，就不必放大)。发送的信号在运放块C的+-端的电平相等，输出为零；回波信号仅加在+端，被开环放大在Oc端输出，后沿不与发送信号重叠，好辨认。这样，两个后沿 在Oc端高电平宽度就是信号往返标的的时间，一半时间与光速的乘积等于标的距离， 计数电路很快就可以算出。
   开关断开，振荡电路才开始工作。以下用模拟电路识别距离。
 

1),设定探测扇形区：每一个发送脉冲加在JK触发器的复位端清零，Q端低电平；门电路C从后沿起算延时dt时间的高电平加在J端，回波信号后沿落在J端处于高电平的dt时间内，才能触发Q端翻转在Oq端输出高电平，使指示灯亮和/或报警器
响，表示在dt对应距离范围内探测到标的。如果做成电子看门狗，假如dt＝4纳秒，对应距离范围0.6米，如果有标的进入该距离范围就发声。或者汽车之类交通工具，设定dt＝120纳秒，对应距离18米，在此距离范围有标的，就会报警提醒司机，甚至可以通过自动控制电路调节车速。

2),探测某一距离的弧线：每一个发送脉冲和门电路D从后沿起算的延时dto的高电平加在JK触发器的复位端清零；又在dto之后由门电路C产生短暂延时Δt加在J端，回波信号的后沿落在限定的极短时间Δt内，才能触发Q端翻转输出高电平在Oq端输出，表示在指定距离的弧线上探测到标的，误差由Δt决定。加大Δt时间，探测范围是dto和dto+Δt两条对应距离弧线之间的带状区域。

3),用多次确认电路减少误判：判别信号在JK触发器的Oq端输出，根据需要选择N (一般2~3) 位数移位寄存器，帧信号在Oa端输出，非门和非或门微分出窄脉冲对移位寄存器复位清零，一帧内接收到N个相同的信号，末位才在Od端输出高电平确认。同时控制振荡电路H端，不再产生本帧信号。