接收階段：微弱回聲的精準捕獲

發(fā)射階段結束后，傳感器進入接收窗口期，通過多級信號處理實現(xiàn)回聲檢測：

延遲開啟：為避免發(fā)射信號直接竄入接收電路（串擾），MCU 設置 50-100μs 的延遲時間，待發(fā)射壓電片振動衰減至噪聲水平后，再開啟接收電路（類似相機的快門延遲）。

回聲接收：反射回來的超聲波作用于接收壓電片，產(chǎn)生機械振動，通過正壓電效應轉(zhuǎn)換為微弱電信號（通常為 0.1-1mV）。

信號放大與濾波：前置放大器將信號放大至 1-5V，帶通濾波器過濾 40kHz 以外的噪聲（如 30kHz 以下的環(huán)境聲波），信噪比可提升至 20dB 以上。

閾值比較：比較器將濾波后的信號與參考閾值（通常為 0.5-1V）比較，當信號超過閾值時輸出高電平，觸發(fā) MCU 停止計時。

接收階段的閾值設置需動態(tài)調(diào)整：對于近距離目標（<1 米），回聲信號強（可達 5V），可采用較高閾值（1V）抑制噪聲；對于遠距離或低反射率目標（如海綿），回聲信號弱（可能 < 0.5V），需降低閾值（0.3V）避免漏檢。部分傳感器（如 HC-SR04）通過硬件電路實現(xiàn)閾值自適應，而高端型號（如 MB1040）則通過 MCU 軟件算法動態(tài)調(diào)節(jié)。

距離計算：時間差與聲速校正

MCU 在發(fā)射脈沖時啟動計時器，接收脈沖觸發(fā)時停止計時，得到聲波往返時間 Δt。距離計算公式為：

d = (v × Δt) / 2

其中 v 為聲速（標準狀態(tài)下 343m/s），除以 2 是因為聲波往返傳播。

為消除環(huán)境影響，集成溫度傳感器的型號會實時校正聲速：

v = 331.5 + 0.6 × T（T 為攝氏溫度）

例如，當溫度從 20℃升至 30℃時，聲速從 343m/s 增至 349m/s，若不校正，10 米距離的測量誤差會達 17cm，校正后可控制在 ±3cm 以內(nèi)。

核心技術挑戰(zhàn)：串擾抑制與性能平衡

一體式傳感器的最大技術難題是發(fā)射信號對接收電路的串擾（因發(fā)射器與接收器距離過近），以及緊湊結構下的性能妥協(xié)（探測距離與精度、范圍與分辨率的矛盾）。工程實踐中通過硬件優(yōu)化與算法補償實現(xiàn)平衡。