Апаратна конструкція ультразвукового дальномірного перетворювача

Перегляди: 8 Автор: Редактор сайту Час публікації: 2019-03-30 Походження: Сайт

Запитуйте

Дизайн однокристальної схеми:

Оскільки мікроконтролер інтегрує сторожовий таймер, блок порівняння CCU, аналоговий компаратор, аналого-цифровий перетворювач та інші компоненти, це спрощує конструкцію схеми та заощаджує кошти. MCU живиться від +3 В і живиться від мікросхеми регулятора HT7130. Він використовує кварцевий генератор 2,4576 МГц із машинним циклом приблизно 0,8. Режим скидання MCU вибирає внутрішній режим скидання під час увімкнення живлення. При внутрішньому скиданні вибрано перетворювач відстані , висновок Pl.5 використовується лише як вхід, а підтягувальний резистор R9 підключено. Коли програмне забезпечення запрограмовано, біт RPE UCFG1.6 встановлюється на 0. Доступне внутрішнє скидання під час увімкнення.

Контур ультразвукової передачі:

The Ультразвуковий датчик відстані передавального контуру складається з ультразвукового контуру збудження та ультразвукового перетворювача (зонда). Ультразвуковий перетворювач - це пристрій, який використовується для передачі та прийому ультразвукових хвиль. Це найважливіший компонент ультразвукових датчиків дальності. Його індекс продуктивності безпосередньо впливає на характеристики передачі та прийому ультразвукових хвиль і відіграє вирішальну роль у здатності ультразвукового визначення дальності. . Функція схеми збудження полягає в тому, щоб збудити ультразвуковий перетворювач, і певна форма сигналу збудження напруги подається на перетворювач, а п’єзоелектрична пластина перетворювача перетворює електричну енергію в ультразвуковий сигнал. Отже, сигнал збудження також безпосередньо впливає на характеристики ультразвукового сигналу.

Контур ультразвукового прийому:

Функція Далекомірний перетворювач призначений для захоплення ультразвукового ехосигналу. Приймальна система складається з двох частин: одна частина формування сигналу; інша частина - це частина отримання сигналу. Ультразвуковий перетворювач датчика перетворює ультразвуковий ехо-сигнал в електричний імпульсний сигнал, але одна мікросхема не може безпосередньо збирати сигнал, оскільки ультразвукова хвиля має певні втрати під час поширення розповсюдження та перешкод, відбитих різними середовищами, а амплітуда ехо-сигналу слідує за перешкодою. Відстань об'єкта зменшується і зменшується. Тому перед тим, як сигнал потрапить в один чіп, необхідно посилити ефективний сигнал, відфільтрувати шум і перешкоди, щоб досягти максимального співвідношення сигнал/шум, отримуючи таким чином точну інформацію, і, нарешті, ввести в один чіп після порівняння та формування.

Дальність ультразвукового датчика становить 3 см ~ 1 м. Тому при обробці луна-сигналу слід враховувати луна-сигнали різної амплітуди, відбиті з різних відстаней, і луна-сигнали повинні бути максимально посилені. Мікросхема використовується для виконання чотирикаскадного посилення луна-сигналу, а потім сигнал, що виводиться підсилювачем, піддається формувальній фільтрації. При розробці схеми прийому ультразвуку п'єзоелектричний перетворювач еквівалентний схемі еквіваленту заряду або напруги. Схема еквівалентної напруги підходить для вимірювання високої частоти, враховуючи опір ізоляції R п’єзоелектричного перетворювача та ємність C кабелю, еквівалентну схему напруги п’єзоелектричного перетворювача.

Схема підсилювача прийому та фільтрації ехо:

Ехосигнал буде зменшуватися зі збільшенням відстані під час поширення ультразвукової хвилі. У цій статті для посилення сигналу використовується мікросхема. Це високопродуктивний малошумний операційний підсилювач із чотирма входами та дуже високим коефіцієнтом перетворення. , низьке вхідне зміщення та струм зміщення, низький температурний коефіцієнт напруги зсуву. Це схема підсилювача прийому та фільтрації відлуння.

Описано характеристики ультразвукової хвилі та поширення ультразвуку в середовищі, це тип ультразвукового датчика дальності та робочий режим, принцип використання методу часу проходження, а також переваги та недоліки використання трансивального датчика з одним зондом і датчика з подвійним зондом. Відповідно до принципу ультразвукового вимірювання дальності та ідеї та принципу проектування системи, представлено схему апаратного забезпечення ультразвукової системи вимірювання дальності. Ознайомлено з вибором і схемою однокристального мікрокомп’ютера, ланцюга передачі ультразвуку та ланцюга прийому ультразвуку.