超声波探鱼原理的简析 - 广东海洋大学.PDFVIP

Journal of Information and Electronics of Guangdong Ocean University 广东海洋大学电子信息学刊 Vol.1, No.1, March 2015, pp 19－22 2015 年3 月第1 卷 超声波探鱼原理的简析 李贤泰1+ 1(广东海洋大学 信息学院 电子信息工程1124 班） Analysis of the principle of ultrasonic fishfinder Xiantai Li1+ 1(Electronic and Information Engineering 1124, Information Institute, Guangdong Ocean University) +Corresponding author: Phone: +86 -62), E-mail: 741664835@ Abstract: In this paper I dismantling a common ultrasonic fish finder for example, to study its hardware principle and introduces some processing of the echo signals. Key words: Ultrasound transducer; Impedance matching; Signal Processing 摘 要：本文以拆解一款市面上常见的超声波探鱼器为例，研究其硬件原理，并介绍一些处理回波信号的方法。 关键词：超声波换能器；阻抗匹配；信号处理 1 引言 近几年市面上出现了一种小巧的超声波探鱼器，与以往渔船上用的大功率超声波探鱼器不同的是，这种 探鱼器只能探测不大于100 米的水深，更适合于爱好者使用。笔者拆解了一款此类探鱼器，目的是研究其原 理，并将其应用在探测水深、绘制水下地形等领域。下面将分硬件和软件两方面介绍此探鱼器。 2 硬件电路部分 图1 一款常见的超声波探鱼器 探鱼器的原理可简述为：由二进制14位分频器74HC4060产生200kHz信号，经放大后送至变压器完成升压 和阻抗匹配，之后信号由超声波换能器发出。此时超声波换能器两端的瞬间电压可达上百伏，因此需对后半 部分的接收电路进行限幅。发送十个脉冲信号后进入接收状态，将接收到的信号放大整形，得到比较杂乱的 方波信号，送入单片机处理，最后将结果显示在LCD 屏上。 20 广东海洋大学电子信息学刊Vol.1, No.1, March 2015 图2 工作原理 2.1 振荡及放大电路 图3 200kHz 震荡信号的产生 74HC4060 是二进制14 位分频器，10、11 脚接入6.4M 的晶振，经内部5 分频获得200kHz 的方波信号。 图4 升压及阻抗匹配电路 方波信号经过两级放大后驱动 MOS 管送入变压器，在此处变压器升压并完成阻抗匹配。由前文可知超 声波换能器的特征频率为200kHz ，输入阻抗未知。阻抗匹配既可以使传送到换能器的大部分能量转化成超声 波，又可以防止反射回来的电功率损坏电路。 李贤泰: 超声波探鱼原理的简析 21 2.2 放大和整形电路 图5 放大和整形电路