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超声回波信号仿真时一方面可以通过专门仿真(Field_II)来获得,另一方面可以通过数学模型来获得。假设超声波的激发脉冲为高斯脉冲,那么其回波信号可看做高斯脉冲的响应,对高斯脉冲函数进行若干次求导,便可以得到高斯脉冲下超声的回波信号数学模型[1]。高斯脉冲的各阶导数的波形如图所示[2]。本例程取其15阶导数,包含了四级回波TIM截图20180129150254.png

% Ultrasound Signal . plus the noise
m=1;
for x=0:0.001:20
    t=x-10;
    y(m)=(518918400*t*exp(-t^2)-2421619200*t^3*exp(-t^2)+2905943040*t^5*exp(-t^2)-1383782400*t^7*exp(-t^2)+...
        307507200*t^9*exp(-t^2)-33546240*t^11*exp(-t^2)+1720320*t^13*exp(-t^2)-32768*t^15*exp(-t^2))/100000;
    m=m+1;
end
%
for x=20:0.001:40
    t=x-30;
    y(m)=(518918400*t*exp(-t^2)-2421619200*t^3*exp(-t^2)+2905943040*t^5*exp(-t^2)-1383782400*t^7*exp(-t^2)+...
        307507200*t^9*exp(-t^2)-33546240*t^11*exp(-t^2)+1720320*t^13*exp(-t^2)-32768*t^15*exp(-t^2))/130000;
    m=m+1;
end
for x=40:0.001:50
    t=x-45;
    y(m)=(518918400*t*exp(-t^2)-2421619200*t^3*exp(-t^2)+2905943040*t^5*exp(-t^2)-1383782400*t^7*exp(-t^2)+...
        307507200*t^9*exp(-t^2)-33546240*t^11*exp(-t^2)+1720320*t^13*exp(-t^2)-32768*t^15*exp(-t^2))/175300;
    m=m+1;
end
for x=50:0.001:60
    t=x-55;
    y(m)=(518918400*t*exp(-t^2)-2421619200*t^3*exp(-t^2)+2905943040*t^5*exp(-t^2)-1383782400*t^7*exp(-t^2)+...
        307507200*t^9*exp(-t^2)-33546240*t^11*exp(-t^2)+1720320*t^13*exp(-t^2)-32768*t^15*exp(-t^2))/505300;
    m=m+1;
end
x=0:0.001:60+0.003;
plot(x,y);

实验结果

回波.png

参考文献

[1]基于高斯脉冲各阶导函数优化组合的超宽带脉冲设计

[2]第三章超宽带脉冲波形[DB/OL]

https://wenku.baidu.com/view/7ccd992a0066f5335a81211f.html?from=search


 

作者于2018-01-29 15:15:58修改!
楼主可见

  1. shwnyoo 1#

    超声回波数据可以用于quartus verilog HDL代码仿真的原始数据,可以更直观地观测聚焦效果如何,波形是否对齐。