可識別超聲波回波時間的延遲脈沖發(fā)生電路
電路的功能
本文引用地址:http://m.butianyuan.cn/article/188073.htm在處理超聲波的反射信號時,為了作到只有特定的反射距離才有效,讓反射時間與發(fā)送信號時間有一定的延遲,然后產(chǎn)生門脈沖,用門脈沖與反射波相“與”,取出反射波信號。反射物質(zhì)的距離改變時,反射波到達(dá)的時間也跟著改變。設(shè)定門脈沖寬度,使之進(jìn)行寬口檢測,便可將反射波作為報警輸出。
電路工作原理
聲波的傳播速度為340M/S,假定聲波往返距離為2M~20M,延遲時間則為5.88~58.8MS。如果窗口寬度為10CM~1M,門脈沖寬度PW約為300US~3MS。
延時定時器IC也可用555,但本電路選用了4000系列的C-MOS(4538B)IC,目的在于使電路簡化。定時時間T計算簡便,可用T=公式,與電源電壓VDD無關(guān)。
觸發(fā)信號使晶體管TT1在觸發(fā)脈沖的上升邊導(dǎo)通,延時定時器開始定時,脈沖寬度PD根據(jù)PD=C2(R4+VR1)公式求出,可在4.7MS~51.7MS范圍內(nèi)變化。
定時結(jié)束,Q輸出由“L”電平變?yōu)椤癏”電平,觸發(fā)下一級定時電路。4538B可以自由選擇觸發(fā)脈沖的極性,可直接耦合,此外,因為使用了C-MOS IC,可以設(shè)定長延遲時間。
窗口脈沖寬度PW用PW=C3(R5+VR2)公式計算,可在300US~3.6MS范圍內(nèi)變化。
觸發(fā)脈沖經(jīng)過晶體管電路輸入,是因為觸發(fā)信號電平有可能超過5V邏輯電平。如果產(chǎn)生觸發(fā)信號的振蕩電路也在5V邏輯電平下工作,可把振蕩電路輸出直接接在A或B輸入端。
元件選擇
只要是小信號用的硅NPN晶體管基本上都適用于本電路。由于4000系列C-MOS單穩(wěn)態(tài)多諧振振蕩器4528B存在定時時間計算方法不同和精度不高等問題,本電路沒有采用,用了4538B。
電容器C2、C3必須選用溫度特性好的產(chǎn)品,如薄膜電容。正負(fù)5%誤差的產(chǎn)品比較便宜,應(yīng)根據(jù)使用情況選擇R4、R5的精度。
可變電阻最好選用精度高、穩(wěn)定性好、旋轉(zhuǎn)10圈左右的電位器,如果用半可變電阻,可變范圍縮小,也可用普通可變電阻。
組裝要點
使用C-MOS單穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器,對觸發(fā)輸入波形要求較嚴(yán),稍有突跳就會誤動作,所以接線要盡量短,為了保險起見,還應(yīng)加電容器C1。
應(yīng)用說明
本電路可用于超聲波信號處理,要獲得1US以下的延遲,可用74LS221或74HC221取代4538B,定時電阻RT或VR降為數(shù)千歐姆。
在調(diào)整定時電路中,IC本身的傳輸延時會疊加,有時可用基準(zhǔn)時間稍為滯后的辦法解決。
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