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超声波相位法测距对超声波频率基准和相位基准的要求很高,因此研究高精度超声波基准对提高超声波测距的精度具有极其重要的意义。本文选用FPGA作为超声波频率基准和相位基准发生器,其中FPGA产生的超声波频率基准易于控制且不随外部因素影响,但FPGA产生的超声波相位基准则会受到器件、换能器等外部因素的影响。为实现对FPGA产生的超声波相位基准的精确测量和控制,需要构建一套完整的FPGA超声波信号源发生系统和精确的超声波相位检测系统。针对上述研究要求,建立FPGA+DDS硬件实验平台作为超声波频率基准和相位基准的实验装置。在上位机中设定FPGA+DDS实验平台输出的双路正弦波数据的频率、相位和幅度,通过双路A/D采集卡AC6684高速连续采样输出信号,用本文提出的相位差检测算法进行相位差测量,得出已设定的相位差数值与实际相位差数值的差。设定双路正弦波相位差间隔10°,从0°到90°共十组,每组做五次重复实验并计算五次数据的标准差。为了提高相位差检测的精度,本文提出整周期化算法将40kHz超声波数据整周期化,使其可以经FFT(快速傅里叶变换)变换到频域而不发生频谱泄漏。数据在频域中经过去噪处理后再经IFFT(快速傅里叶逆变换)转换到时域中进行相位差检测,用本文搭建的硬件实验平台生成39.0625kHz超声波整周期数据进行对照实验。为了模拟硬件平台和现实环境对超声波的干扰和衰减,生成等幅和不等幅的双路超声波数据进行对照实验;另生成一组白噪声数据,将其按比例缩小为超声波数据幅度的3%和5%的加性干扰数据和乘性干扰数据。将实验分为40kHz和39.0625kHz、等幅和不等幅、有干扰和无干扰、加性干扰和乘性干扰、经过频域去噪和未经频域去噪等对照实验组,记录实验数据、绘制数据图表并分析数据,为后续进一步的实验研究提供参考。