Projekt obwodu ultradźwiękowego czujnika przetwornika odbiorczego

Odbiornik ultradźwiękowy składa się z: przetwornik ultradźwiękowy i obwód odbiorczy. Aby uzyskać szeroki zakres zasięgu ultradźwiękowego, wymagane jest nie tylko, aby ultradźwiękowy obwód odbiorczy mógł wzmacniać słaby sygnał odbity od odległego celu, ale także, aby silny sygnał odbity od bliskiego celu był wzmacniany i nie był odkształcany, co wymaga odbioru. Obwód posiada funkcję automatycznej kontroli wzmocnienia (AGC). Ponadto dodanie funkcji AGC w obwodzie odbiorczym pomaga przezwyciężyć zjawisko „pogłosu” i poprawić stosunek sygnału do szumu ultradźwiękowego systemu pomiaru odległości. Dlatego też, zgodnie z charakterystyką tłumienia sygnału ultradźwiękowego, kontrola wzmocnienia czasu (TGC) jest realizowana poprzez zasadę automatycznej kontroli wzmocnienia, dzięki czemu ultradźwiękowy obwód odbiorczy ma duże wzmocnienie bez zjawiska głębokiego nasycenia. W tej sekcji zaprojektowano również obwód wzmacniacza o niskim poziomie szumów i filtr pasmowo-przepustowy, co znacznie poprawiło stosunek sygnału do szumu w obwodzie odbiornika.

Wzmacniacz czołowy o niskim poziomie szumów

    The ultradźwiękowy czujnik odległości nakłada się bezpośrednio na ścianę (cel) w odległości 2,5 m, a sygnał wyjściowy przetwornika jest bezpośrednio obserwowany za pomocą detektora skóry, a amplituda napięcia wynosi 1 V. Wraz ze wzrostem celu amplituda sygnału echa gwałtownie spada o lx. Jeśli zasięg czujnika ultradźwiękowego wynosi 35 m, ultradźwiękowy obwód odbiorczy musi mieć wystarczająco duże wzmocnienie, aby był wrażliwy na wyjątkowo słabe sygnały echa. Jednocześnie wymagane jest, aby sygnały echa generowane przez bliskie cele nie były wzmacniane. Następuje głębokie nasycenie. Dlatego wzmocnienie G wzmacniacza front-end nie może być zbyt duże.

W przypadku przetworników kombinowanych składa się on z kierowanego wzmacniacza operacyjnego o wysokiej impedancji, który należy dodać w celu wzmocnienia sygnałów echa odbieranych przez przetwornik ultradźwiękowy czujnik odległości dalekiego zasięgu . Ponieważ sygnał wyjściowy sumatora jest mały, obwód kontroli wzmocnienia jest bezpośrednio dodawany do sygnału wyjściowego filtra środkowoprzepustowego. Dlatego obwód wzmacniający końcowy stopień w obwodzie odbiorczym ultradźwięków powinien zostać zmieniony na tryb łączenia.

 obwód sterujący

     Stwierdzono wcześniej, że w przypadku czujników ultradźwiękowych o dużym zasięgu, dynamiczny sygnał echa ultradźwiękowy przetwornik pomiaru odległości jest szczególnie duży. Dlatego konieczne jest dodanie funkcji automatycznej kontroli wzmocnienia do obwodu odbiorczego o dużym wzmocnieniu, aby skompresować silny sygnał na określonym poziomie, aby jednocześnie spełnić dwa następujące wymagania: odbiornik ultradźwiękowy ma wyjątkowo wysoką czułość będąc w swoim zasięgu. Wewnątrz nie ma nasycenia ani pogłosu.