超声波测距仪的制作与电路设计分析.docVIP

超声波测距仪的制作与电路设计分析（常规器件） 发布: 2010-6-19 17:08?|??作者: wang1jin?|?? 来源: 网络?|? 查看: 43次 L{ @K|J [8k7m x m0这里介绍一款国外的不使用单片机的超声波测距仪。本超声波测距仪通过测量超声波发射到反射回来的时间差来测量与被测物体的距离。可以测量0.35-10m的距离。实物图如下：电子爱好者社区+ZO7A,M#Na z4v9B;W?:c;`\/`N l6x a4Q1xZ3o0原理图如下：电子爱好者社区U^H,E^? 4RTJ1uKt0电子爱好者社区;n7\9??_(z 一、电路原理电子爱好者社区_U7Y e7s R0E1 超声波发射电路电子爱好者社区[0Pc)t}#hZk!vco???? 由两块555集成电路组成。IC1（555）组成超声波脉冲信号发生器，工作周期计算公式如下，实际电路中由于元器件等误差，会有一些差别。J [#|8}:_ }@0?hG#r0vfCZfC0条件: RA =9.1MΩ、 RB=150KΩ、 C=0.01μFt!n@ ?4B;U!l/V5j0TL = 0.69 x RB x C?电子爱好者社区Z_S9upFF?= 0.69 x 150 x 103x 0.01 x 10-6??= 1 msec??^8|xRf:B0?电子爱好者社区Vvu4I{gTH? = 0.69 x (RA + RB) x C?电子爱好者社区!AY:hFp`CU?= 0.69 x 9250 x 103x 0.01 x 10-6??= 64 msec$^N bO uXr0电子爱好者社区*JT4W.UQ8W@IC2组成超声波载波信号发生器。由IC1输出的脉冲信号控制，输出1ms频率40kHz，占空比50％的脉冲，停止64ms。计算公式如下：电子爱好者社区8O ld3ey mA?电子爱好者社区,O%t Bu,H2h条件: RA =1.5KΩ、 RB=15KΩ、 C=1000pF.V{*L6lxYc^0TL = 0.69 x RB x C?电子爱好者社区7_!@d(`;Q?= 0.69 x 15 x 103x 1000 x 10-12??= 10μsec??|E/zuh%{ F{k-H0?x!Np R8m8A {U0TH? = 0.69 x (RA + RB) x C?电子爱好者社区!z(c T*|,c;N9j?= 0.69 x 16.5 x 103x 1000 x 10-12??= 11μsec??电子爱好者社区h-F3Ocu?Q|%^ JD[|3Yl0f = 1/(TL + TH)?I1uXey Wc4rQO0?= 1/((10.35 + 11.39) x 10-6)??= 46.0 KHz0pV%J0Ge!gT0IC3（CD4069）组成超声波发射头驱动电路。B rAP%P0? J1M
} A3yp.nSV0电子爱好者社区x/H9F B-kys%Q 2 超声波接收电路电子爱好者社区.s.L+d RB-Y5A?电子爱好者社区 Z@Nf6}o;\X??????? 超声波接收头和IC4组成超声波信号的检测和放大。反射回来的超声波信号经IC4的2级放大1000倍（60dB），第1级放大100倍（40dB），第2级放大10倍（20dB）。?? 由于一般的运算放大器需要正、负对称电源，而该装置电源用的是单电源（9V）供电，为保证其可靠工作，这里用R10和R11进行分压，这时在IC4的同相端有4.5V的中点电压，这样可以保证放大的交流信号的质量，不至于产生信号失真。)F.G t L:Ka0?电子爱好者社区ndy8e sbJhC9、D1、D2、C10组成的倍压检波电路取出反射回来的检测脉冲信号送至IC5进行处理。]$P4@6A g q0????IC5、IC6、IC7、IC8、IC9组成信号比较、测量、计数和显示电路，即比较和测量从发出的检测脉冲和该脉冲被反射回来的时间差。它是超声波测距电路的核心，下面分析其工作原理。Xg([ n,ZC0电子爱好者社区C CzW7i
l I t.lSL??? 由Ra、Rb、IC5组成信号比较器。其中电子爱好者社区} ZV$f2R(uVrf = (Rb x Vcc)/(Ra + Rb)??= (47KΩ x 9V)/(1MΩ + 47KΩ)??= 0.4V?g)kK7A5_$o.G3E BE0????所以当A点（IC5的反相端）过来的脉冲信号电压