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progettazione del circuito del sensore del trasduttore di ricezione ad ultrasuoni

Visualizzazioni: 74     Autore: Editor del sito Orario di pubblicazione: 04/10/2018 Origine: Sito

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Il ricevitore ad ultrasuoni è composto da un trasduttore ultrasonico e un circuito ricevente. Per ottenere un'ampia gamma di range ultrasonici, è necessario non solo che il circuito di ricezione ultrasonico possa amplificare il segnale debole riflesso dal bersaglio distante, ma anche che il segnale forte riflesso dal bersaglio vicino sia amplificato e non deformato, il che richiede la ricezione. Il circuito ha una funzione di controllo automatico del guadagno (AGC). Inoltre, l'aggiunta della funzione AGC nel circuito di ricezione aiuta a superare il fenomeno del 'riverbero' e a migliorare il rapporto segnale-rumore del sistema di misurazione a ultrasuoni. Pertanto, in base alle caratteristiche di attenuazione del segnale ultrasonico, il controllo del guadagno temporale ((TGC) è realizzato secondo il principio di controllo automatico del guadagno, in modo che il circuito di ricezione ultrasonico abbia un guadagno elevato senza fenomeni di saturazione profonda. Questa sezione ha inoltre progettato un circuito amplificatore a basso rumore e un filtro passa-banda, che ha notevolmente migliorato il rapporto segnale-rumore del circuito ricevitore.


Amplificatore front-end a basso rumore


    IL il sensore di distanza a ultrasuoni è direttamente sovrapposto alla parete (bersaglio) a 2,5 m e il segnale di uscita del trasduttore viene osservato direttamente con un rilevatore cutaneo e l'ampiezza della tensione è 1 V. All'aumentare del target, l'ampiezza del segnale dell'eco diminuisce bruscamente di lx. Se la portata del sensore a ultrasuoni è di 35 m, il circuito di ricezione a ultrasuoni deve avere un guadagno sufficientemente ampio per essere sensibile ai segnali eco estremamente deboli. Allo stesso tempo, è necessario che i segnali eco generati dai bersagli vicini non vengano amplificati. Si verifica una profonda saturazione. Pertanto, il guadagno G dell'amplificatore front-end non può essere reso troppo grande.


Informazioni sul circuito dell'amplificatore front-end di sensore di misurazione della distanza ad ultrasuoni . Tra questi, l'amplificatore front-end è composto da un amplificatore operazionale per strumentazione di tipo AD620 e una rete RC. L'AD620 presenta i vantaggi di un basso consumo energetico, un'ampia banda di frequenza, un'elevata precisione e un'elevata affidabilità. Il suo guadagno è determinato solo dal resistore Rc. Utilizza un resistore di precisione dell'1% per fornire un guadagno G accurato. Se G=1, il pin Rc non è collegato all'elemento resistivo (cioè Rc = oo); per qualsiasi altro guadagno, il valore della resistenza può essere determinato come segue:


Per i trasduttori combinati, è costituito da un amplificatore operazionale ad alta impedenza da aggiungere per amplificare i segnali di eco ricevuti dal sensore di distanza ad ultrasuoni a lungo raggio . Poiché il segnale di uscita del sommatore è piccolo, il circuito di controllo del guadagno viene aggiunto direttamente al segnale di uscita del filtro passa banda. Pertanto, il circuito di amplificazione dello stadio finale nel circuito di ricezione a ultrasuoni deve essere modificato in modalità di connessione.


 circuito di controllo


     È stato precedentemente affermato che per i sensori a ultrasuoni a distanza ampia, il segnale di eco dinamico di il trasduttore di misurazione della distanza ad ultrasuoni è particolarmente grande. Pertanto, è necessario aggiungere una funzione di controllo automatico del guadagno ad un circuito ricevente ad alto guadagno per comprimere un segnale forte ad un certo livello in modo da soddisfare contemporaneamente i seguenti due requisiti: il ricevitore ad ultrasuoni ha una sensibilità estremamente elevata pur trovandosi nel suo raggio d'azione. Non c'è saturazione o riverbero all'interno.


(1) Il controllo automatico del guadagno è un circuito equivalente di Il sensore del trasduttore a ultrasuoni che implementa l'AGC utilizza un metodo di attenuazione interstadio. v è il segnale di uscita dell'amplificatore front-end, R è l'impedenza di ingresso del post-amplificatore e v è la tensione di ingresso del post-amplificatore, ovvero la tensione di uscita dopo che la sorgente del segnale è stata attenuata tra gli stadi, e Z è una resistenza variabile. L'elemento di controllo R è un resistore di attenuazione interstadio fisso. Qui l'attenuazione interstadio si riferisce all'attenuazione parziale della pressione dei resistori R e Z. Supponiamo ora che l'ampiezza di V diminuisca gradualmente di molto, e quando è il valore massimo Vmax, Z è il valore minimo e il circuito di attenuazione interstadio.


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