大作用距离超声测距技术在现场机器人、车辆自动导航以及车辆避障与车辆安全预警系统等领域具有广阔的应用前景。文章以增大超声测距系统的作用距离为主要目标,对超声换能器的机械结构、驱动电源、接收电路和信号处理算法等各个方面,展开了系统的理论研究与实验验证,设计且成功实现了大作用距离超声测距系统。 首先,文章研究了压电效应及压电超声换能器,设计了一种大作用距离超声换能器。 其次,文章通过理论推导计算,设计了一种新型超声换能器驱动电源,一种单电源、带AGC的回波接收电路,扩大了超声信号处理的动态范围。利用NI数据采集卡搭建了超声测距系统。 最后,为了进一步提高超声测距系统的性能,文章深入探讨了自适应时延估计算法,分析了这种测距算法的优点和缺点,对这种算法进行了理论仿真与实验。并运用变步长自适应延时算法,对实验数据进行了软件仿真,得出了有实际参考价值的结论与实验数据。