本公開涉及超聲波，尤其涉及一種超聲波波形生成裝置以及生成方法。

背景技術：

1、目前，現有的波形生成裝置主要生成的是單音信號，單音信號只有一個頻率成分，在距離分辨率上不如調頻信號或寬帶信號，這使得單音信號難以區(qū)分相鄰的或非常接近的障礙物。因此，現有的超聲波波形生成裝置生成的超聲波波形的信號處理能力較差，且超聲波波形生成裝置無法支持多種超聲波波形的生成。

技術實現思路

1、本公開提供了一種超聲波波形生成裝置以及生成方法，以至少解決現有技術中存在的以上技術問題。

2、第一方面，本公開實施例提供了一種超聲波波形生成裝置，所述裝置包括：

3、第一頻率控制字生成電路，用于生成線性調頻頻率控制字；

4、第二頻率控制字生成電路，用于生成頻率鍵控頻率控制字；

5、波形選擇開關電路，所述波形選擇開關電路的第一端與所述第一頻率控制字生成電路連接，所述波形選擇開關電路的第二端與所述第二頻率控制字生成電路連接，所述波形選擇開關電路的第三端用于接收單音頻率控制字；所述波形選擇開關電路用于從所述線性調頻頻率控制字、所述頻率鍵控頻率控制字和單音頻率控制字中選擇其中之一進行輸出；

6、相位累加器電路，與所述波形選擇開關電路的輸出端連接，用于根據所述波形選擇開關電路輸出的頻率控制字生成對應的相位碼；

7、相位幅度轉換電路，與所述相位累加器電路的輸出端連接，用于根據所述相位碼計算出對應的正弦函數幅度值，并生成對應的超聲波波形。

8、在一可實施方式中，所述第一頻率控制字生成電路包括：頻率步進計算電路、頻率碼累加器電路、頻率上限比較電路、頻率下限比較電路和邏輯判斷電路；

9、所述頻率步進計算電路用于根據線性調頻配置碼，計算出頻率步進碼；

10、所述頻率碼累加器電路的輸入端與所述頻率步進計算電路連接，所述頻率碼累加器電路用于基于所述頻率步進碼生成線性調頻頻率控制字；

11、所述頻率碼累加器電路的輸出端與所述波形選擇開關電路的第一端連接，所述頻率碼累加器電路的控制端與所述邏輯判斷電路連接；

12、所述頻率上限比較電路的一端與所述頻率碼累加器電路連接，另一端與所述邏輯判斷電路連接，所述頻率上限比較電路用于基于所述線性調頻頻率控制字生成第一電平信號；

13、所述頻率下限比較電路的一端與所述頻率碼累加器電路連接，另一端與所述邏輯判斷電路連接，所述頻率下限比較電路用于基于所述線性調頻頻率控制字生成第二電平信號；

14、所述邏輯判斷電路，用于基于所述第一電平信號和所述第二電平信號，生成控制所述頻率碼累加器電路的開關信號。

15、在一可實施方式中，所述第二頻率控制字生成電路包括：碼片切換控制電路、碼片存儲電路和頻率選擇開關；

16、所述碼片切換控制電路，與所述碼片存儲電路連接，用于基于頻率鍵控配置碼包括的時間參數，生成指針信號；

17、所述碼片存儲電路，與所述頻率選擇開關連接，用于基于所述指針信號從碼型表中確定出碼型表信號；

18、所述頻率選擇開關，與所述波形選擇開關電路的第二端連接，用于基于所述碼型表信號生成所述頻率鍵控頻率控制字。

19、在一可實施方式中，所述相位幅度轉換電路包括：相位映射電路、相位幅度查表換算電路和插值計算電路；

20、所述相位映射電路一端與所述相位累加器電路的輸出端連接，另一端與所述相位幅度查表換算電路連接，用于基于第一類相位碼生成對應的映射相位碼；

21、所述相位幅度查表換算電路，與所述插值計算電路的第一端連接，用于基于所述映射相位碼從函數幅度值表中確定出對應的正弦函數幅度值；

22、所述插值計算電路的第二端，與所述相位累加器電路的輸出端連接，用于接收第二類相位碼；

23、所述插值計算電路，用于基于所述第二類相位碼和所述正弦函數幅度值，生成對應的超聲波波形。

24、在一可實施方式中，所述插值計算電路包括：延時器、差分延時計算電路和有符號加法計算電路；

25、所述延時器的一端連接至所述插值計算電路的第一端，另一端與所述有符號加法計算電路連接；

26、所述差分延時計算電路的一端分別與所述插值計算電路的第一端以及第二端連接，所述差分延時計算電路的另一端與所述有符號加法計算電路連接；

27、所述有符號加法計算電路用于生成所述超聲波波形。

28、在一可實施方式中，所述差分延時計算電路包括：一階差分電路、二階差分電路、三階差分電路、第一乘法電路、第二乘法電路、第三乘法電路、延時電路、平方計算電路和立方計算電路；

29、所述一階差分電路一端與所述插值計算電路的第一端連接，另一端與所述第一乘法電路連接；所述延時電路一端與所述插值計算電路的第二端連接，另一端與所述第一乘法電路連接；所述第一乘法電路與所述有符號加法計算電路連接；

30、所述二階差分電路一端與所述插值計算電路的第一端連接，另一端與所述第二乘法電路連接；所述平方計算電路一端與所述插值計算電路的第二端連接，另一端與所述第二乘法電路連接；所述第二乘法電路與所述有符號加法計算電路連接；

31、所述三階差分電路一端與所述插值計算電路的第一端連接，另一端與所述第三乘法電路連接；所述立方計算電路一端與所述插值計算電路的第二端連接，另一端與所述第三乘法電路連接；所述第三乘法電路與所述有符號加法計算電路連接。

32、第二方面，本公開實施例提供了一種超聲波波形生成方法，應用于上述任一項所述的超聲波波形生成裝置，所述方法包括：

33、獲取線性調頻配置碼、頻率鍵控配置碼和單音頻率控制字；

34、基于所述線性調頻配置碼，生成線性調頻頻率控制字；

35、基于所述頻率鍵控配置碼，生成頻率鍵控頻率控制字；

36、基于預設的波形選擇碼，從所述線性調頻頻率控制字、所述頻率鍵控頻率控制字和所述單音頻率控制字中確定出目標頻率控制字；

37、基于所述目標頻率控制字對應的相位增量進行相位累加，得到正弦函數的相位碼；

38、基于所述相位碼生成對應的超聲波波形。

39、在一可實施方式中，所述基于所述線性調頻配置碼，生成線性調頻頻率控制字，包括：

40、根據線性調頻配置碼包括的起始頻率、截止頻率和發(fā)射時長，計算出頻率步進碼；

41、基于所述頻率步進碼生成線性調頻頻率控制字；

42、基于所述線性調頻頻率控制字生成第一電平信號和第二電平信號；

43、基于所述第一電平信號和所述第二電平信號，對所述生成線性調頻頻率控制字的過程進行控制。

44、在一可實施方式中，所述基于所述頻率鍵控配置碼，生成頻率鍵控頻率控制字，包括：

45、基于所述頻率鍵控配置碼包括的時間參數，確定所述時間參數對應的時間間隔；

46、按照所述時間間隔，生成碼片切換觸發(fā)信號；

47、確定所述碼片切換觸發(fā)信號對應的指針信號；

48、基于所述指針信號從碼型表中確定出碼型表信號；

49、基于所述碼型表信號，生成所述頻率鍵控頻率控制字。

50、在一可實施方式中，所述基于所述相位碼生成對應的超聲波波形，包括：

51、所述相位碼包括第一類相位碼和第二類相位碼；

52、基于第一類相位碼生成對應的映射相位碼；

53、基于所述映射相位碼從函數幅度值表中確定出對應的正弦函數幅度值；

54、基于所述第二類相位碼和所述正弦函數幅度值，生成對應的超聲波波形。

55、本公開實施例提供的技術方案與現有技術相比具有如下優(yōu)點：

56、本公開實施例提供的一種超聲波波形生成裝置，包括：第一頻率控制字生成電路，用于生成線性調頻頻率控制字；第二頻率控制字生成電路，用于生成頻率鍵控頻率控制字；波形選擇開關電路，所述波形選擇開關電路的第一端與所述第一頻率控制字生成電路連接，所述波形選擇開關電路的第二端與所述第二頻率控制字生成電路連接，所述波形選擇開關電路的第三端用于接收單音頻率控制字；所述波形選擇開關電路用于從所述線性調頻頻率控制字、所述頻率鍵控頻率控制字和單音頻率控制字中選擇其中之一進行輸出；相位累加器電路，與所述波形選擇開關電路的輸出端連接，用于根據所述波形選擇開關電路輸出的頻率控制字生成對應的相位碼；相位幅度轉換電路，與所述相位累加器電路的輸出端連接，用于根據所述相位碼計算出對應的正弦函數幅度值，并生成對應的超聲波波形。如此，能夠支持多種超聲波波形的生成，且生成的超聲波波形的信號處理能力較強。

57、應當理解，本部分所描述的內容并非旨在標識本公開的實施例的關鍵或重要特征，也不用于限制本公開的范圍。本公開的其它特征將通過以下的說明書而變得容易理解。