تصميم دائرة مستشعر محول الاستقبال بالموجات فوق الصوتية

المشاهدات: 74 المؤلف: محرر الموقع وقت النشر: 2018-10-04 الأصل: موقع

استفسر

يتكون جهاز الاستقبال بالموجات فوق الصوتية من محول بالموجات فوق الصوتية ودائرة الاستقبال. من أجل تحقيق نطاق واسع من الموجات فوق الصوتية، لا يلزم فقط أن تتمكن دائرة الاستقبال بالموجات فوق الصوتية من تضخيم الإشارة الضعيفة المنعكسة من الهدف البعيد، ولكن أيضًا أن يتم تضخيم الإشارة القوية المنعكسة من الهدف القريب وعدم تشويهها، الأمر الذي يتطلب الاستقبال. تحتوي الدائرة على وظيفة التحكم التلقائي في الكسب (AGC). بالإضافة إلى ذلك، تساعد إضافة وظيفة AGC في دائرة الاستقبال على التغلب على ظاهرة 'الارتداد' وتحسين نسبة الإشارة إلى الضوضاء لنظام تحديد المدى بالموجات فوق الصوتية. لذلك، وفقًا لخصائص التوهين للإشارة بالموجات فوق الصوتية، يتم تحقيق التحكم في كسب الوقت ((TGC) من خلال مبدأ التحكم التلقائي في الكسب، بحيث تتمتع دائرة الاستقبال بالموجات فوق الصوتية بكسب عالي دون ظاهرة التشبع العميق. صمم هذا القسم أيضًا دائرة مضخم صوت منخفضة الضوضاء ومرشح تمرير النطاق، مما أدى إلى تحسين نسبة الإشارة إلى الضوضاء في دائرة الاستقبال بشكل كبير.

مضخم أمامي منخفض الضوضاء

ال يتم تثبيت مستشعر المسافة بالموجات فوق الصوتية مباشرة على الحائط (الهدف) عند 2.5 متر، ويتم ملاحظة إشارة خرج محول الطاقة مباشرة باستخدام كاشف الجلد، وسعة الجهد 1 فولت. ومع زيادة الهدف، تنخفض سعة إشارة الصدى بشكل حاد بمقدار lx. إذا كان نطاق جهاز الاستشعار بالموجات فوق الصوتية هو 35 مترًا، فيجب أن تتمتع دائرة الاستقبال بالموجات فوق الصوتية بكسب كبير بما يكفي لتكون حساسة لإشارات الصدى الضعيفة للغاية. وفي الوقت نفسه، يشترط عدم تضخيم إشارات الصدى الصادرة عن الأهداف القريبة. يحدث التشبع العميق. لذلك، لا يمكن جعل الكسب G لمكبر الصوت الأمامي كبيرًا جدًا.

حول دائرة مكبر الصوت الأمامية لـ مستشعر قياس المسافة بالموجات فوق الصوتية . من بينها، مكبر الصوت الأمامي يتكون من مضخم تشغيلي للأجهزة من نوع AD620 وشبكة RC. يتميز AD620 بمزايا الاستهلاك المنخفض للطاقة ونطاق التردد الواسع والدقة العالية والموثوقية العالية. يتم تحديد كسبها فقط بواسطة المقاوم Rc. ويستخدم مقاومًا دقيقًا بنسبة 1% لتوفير كسب دقيق G. إذا كانت G=1، فإن طرف Rc غير متصل بالعنصر المقاوم (أي Rc = oo)؛ ولأي مكاسب أخرى يمكن تحديد قيمة المقاومة على النحو التالي:

بالنسبة لمحولات الطاقة المدمجة، فهي تتكون من مضخم تشغيلي موجه عالي المعاوقة يجب إضافته لتضخيم إشارات الصدى التي يستقبلها مستشعر المسافة بالموجات فوق الصوتية طويل المدى . نظرًا لأن إشارة الخرج الخاصة بالمجمع صغيرة، تتم إضافة دائرة التحكم في الكسب مباشرة إلى إشارة الخرج الخاصة بمرشح تمرير النطاق. ولذلك، يجب تغيير دائرة تضخيم المرحلة النهائية في دائرة الاستقبال بالموجات فوق الصوتية إلى وضع الاتصال.

دائرة التحكم

لقد ذكر سابقًا أنه بالنسبة لأجهزة الاستشعار بالموجات فوق الصوتية ذات المسافة الكبيرة، فإن إشارة الصدى الديناميكية محول قياس المسافة بالموجات فوق الصوتية كبير بشكل خاص. لذلك، من الضروري إضافة وظيفة التحكم التلقائي في الكسب إلى دائرة الاستقبال ذات الكسب العالي لضغط إشارة قوية عند مستوى معين من أجل تلبية المتطلبين التاليين في نفس الوقت: يتمتع جهاز الاستقبال بالموجات فوق الصوتية بحساسية عالية للغاية أثناء وجوده في نطاقه. لا يوجد تشبع أو صدى في الداخل.

(1) التحكم التلقائي في الكسب عبارة عن دائرة مكافئة لـ مستشعر محول الطاقة بالموجات فوق الصوتية الذي ينفذ AGC طريقة التوهين بين المراحل. يستخدم v هي إشارة الخرج لمضخم الصوت الأمامي، وR هي مقاومة الإدخال لمكبر الصوت اللاحق، وv هو جهد الإدخال لمكبر الصوت اللاحق، أي أن جهد الخرج بعد تخفيف مصدر الإشارة بين المراحل، وZ هي مقاومة متغيرة. عنصر التحكم R هو مقاوم التوهين الثابت بين المراحل. هنا يشير التوهين بين المراحل إلى التوهين الجزئي للضغط للمقاومات R وZ. لنفترض الآن أن سعة V تتناقص تدريجيًا بشكل كبير، وعندما تكون القيمة القصوى Vmax، Z هي القيمة الدنيا ودائرة التوهين بين المراحل.