数字式超声波测距仪的工作原理和电路设计

这样,施加在超声波发送传感器两端上的2路脉冲电压相位相反,使超声波发送传感器两端上的脉冲电压峰一峰值提升近电源电压的2倍,输出功率提高4倍。2个CMOS门并联可增大输出驱动电流。电容C1用于隔直流,避免直流电压长时间施加到超声波传感器,造成超声波传感器绝缘电阻下降,导致超声波传感器性能降低。

2.2 超声波接收放大和整形电路

超声波接收放大和整形电路如图2所示。

超声波接收传感器将收到的返回超声波转成微弱电信号,经CX20106A放大、整形后,输出负脉冲电压。CX20106A是红外线遥控接收器,其内部由前置放大、带通滤波、检波和波形整形等电路组成。通过外接电阻,将其内部带通滤波电路的中心频率f0设置为40 kHz,就可接收和放大超声波电信号,并整形输出负脉冲电压。该器件的引脚1是超声波电信号输入端,引脚2与地之间连接RC串联网络,这是内部前置放大电路负反馈网络的组成部分,改变电阻R8的数值则改变前置放大电路的增益。引脚3与地之间连接检波电容C9,适当改变C9就可改变超声波电信号放大和整形电路的灵敏度和抗干扰能力。引脚5与电源间接一只电阻,用以设置内部带通滤波电路的中心频率f0。当R9=200 kΩ时,f0=40 kHz。引脚6与地之间接一只积分电容C10标准值为330 pF。如果该电容值取得太大,输出脉冲低电平持续时间就会增加,测量距离变短。引脚7是电路集电极开路输出端,R10是该引脚的上托电阻。当CX20106A无信号输入时,引脚7输出高电平。输入的超声波电信号经放大、整形后,引脚7输出负脉冲电压。采用CX20106A实现超声波接收放大和整形,可避免采用多级集成运放组成高增益放大电路易产生自激等问题。

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