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超聲波接近探測器

更新時間:2017/8/7 11:09:01    閱讀:3584    分享此文章:
超聲波接近探測器,用超聲波壓電陶瓷換能器,工作在40kHz的匹配對,組成發射和接收網絡,外加電源構成的超聲波接近探測器。

這種能探測人身接近的裝置,有廣泛的用途,例如在展廳的展臺上,當對產品感興趣的參展者接近產品展臺時,可立即自動觸發播放預先錄制好介紹所展產品的音/視頻信息。也可用于為確保安全,防止閑人靠近的安防場所等。

 

圖1是發射電路,該電路由CMOS時基電路IC7555(IC1)組成超聲波發射器。由7555和外接元件構成一種雙穩態多諧振蕩器,用電位器UR1調整頻率,調整到超聲壓電陶瓷發射的40kHz諧振頻率。T1、T2互補對管組成換能器TX1的緩沖激勵器.激勵TX1定向發射超聲波。因換能器吸收了IC1的峰值電流,所以電路振蕩十分穩定。

 

圖2是接收電路,為了可靠吸收人體接近反射的微弱超聲波信號,接收電路的前置級.由N1、N2組成兩級高增益放大器,預先對超聲波接收換能器RX1,所接收的超聲波反射信號進行放大(每級增益的80倍)。放大輸出信號經D1檢波后,進入由C5和R10組成的濾波電路,旁路掉超聲區域內環境瞬時噪聲(雜波)和40kHz超聲波基頻,只取出反射信號的負電平。

該負電平送至由N3組成的比較器反相輸入端,與正相端基準電平比較后,輸出正脈沖。也即將不太規則的反射信號,整形成很規整的觸發脈沖信號,同時LED1點亮。

利用該脈沖.可觸發定時器或單穩態電路,轉換成所需的寬脈沖控制信號,去控制相應的如前所述的應用場合。     這里的N1、N2,N3采用四運放LM324,不僅價格低、性能好;開環增益高、帶寬、偏置電流小,而且可單電源工作。也可采用CA3130或CA3140等單運放。

所述電路采用印制板(PCB)安裝,試制時可采用市上常見的萬用試驗PCB板.最好選用焊盤孔距為2.54mm的標準型,以便插接集成芯片工作。但發射和接收電路應配合互校,方法是首先相對調準發射接收頻率(調VR1),逐漸拉開距離調校,達到最佳匹配;然后調整超聲發射信號,選取經特定位置的接近者,反射接收后的信號最大、干擾最小的最佳接收位置。

 

圖3是T1、T2引腳配置圖.圖4是超聲壓電陶瓷換能器(40kHz)的安裝示意圖。

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