超聲波測距儀的制作(常規(guī)器件)

1、這里介紹一款國外的不使用單片機的超聲波測距儀。本超聲波測距儀通過測量超聲波發(fā)射到反射回來的時間差來測量與被測物體的距離?？梢詼y量0.35-10m的距離。實物圖如下： 原理圖如下：一、電路原理1 超聲波發(fā)射電路     由兩塊555集成電路組成。IC1（555）組成超聲波脈沖信號發(fā)生器，工作周期計算公式如下，實際電路中由于元器件等誤差，會有一些差別。 條件: RA =9.1M、 RB=150K、 C=0.01FTL = 0.69 x RB x C  = 0.69 x 150 x 103 x 0.01 x 10-6&#

2、160; = 1 msec   TH  = 0.69 x (RA + RB) x C  = 0.69 x 9250 x 103 x 0.01 x 10-6  = 64 msecIC2組成超聲波載波信號發(fā)生器。由IC1輸出的脈沖信號控制，輸出1ms頻率40kHz，占空比50的脈沖，停止64ms。計算公式如下： 條件: RA =1.5K、 RB=15K、 C=1000pFTL = 0.69 x RB x C  = 0.69 x 15 x 103 x 1000 x 10-12

3、60; = 10sec   TH  = 0.69 x (RA + RB) x C  = 0.69 x 16.5 x 103 x 1000 x 10-12  = 11sec   f = 1/(TL + TH)  = 1/(10.35 + 11.39) x 10-6)  = 46.0 KHz IC3（CD4069）組成超聲波發(fā)射頭驅動電路。 2 超聲波接收電路      

4、   超聲波接收頭和IC4組成超聲波信號的檢測和放大。反射回來的超聲波信號經IC4的2級放大1000倍（60dB），第1級放大100倍（40dB），第2級放大10倍（20dB）。   由于一般的運算放大器需要正、負對稱電源，而該裝置電源用的是單電源（9V）供電，為保證其可靠工作，這里用R10和R11進行分壓，這時在IC4的同相端有4.5V的中點電壓，這樣可以保證放大的交流信號的質量，不至于產生信號失真。 C9、D1、D2、C10組成的倍壓檢波電路取出反射回來的檢測脈沖信號送至IC5進行處理。    IC5

5、、IC6、IC7、IC8、IC9組成信號比較、測量、計數(shù)和顯示電路，即比較和測量從發(fā)出的檢測脈沖和該脈沖被反射回來的時間差。它是超聲波測距電路的核心，下面分析其工作原理。    由Ra、Rb、IC5組成信號比較器。其中Vrf = (Rb x Vcc)/(Ra + Rb)  = (47K x 9V)/(1M + 47K)  = 0.4V     所以當A點（IC5的反相端）過來的脈沖信號電壓高于0.4V時，B點電壓將由高電平"1"到低電平"0"。同時注意到在IC5的同相端接有電容C11和二極管D3，這是用來防止誤檢測而設置的。在實際測量時，在測距儀的周圍會有部分發(fā)出的超聲波直接進入接收頭而形成誤檢測。為避免這種情況發(fā)生，這里用D3直接引入檢測脈沖來適當提高IC5比較器的門限轉換電壓，并且這個電壓由C11保持一段時間，這樣在超聲波發(fā)射器發(fā)出檢測脈沖時，由于D3的作用使IC5的門限轉換電壓也隨之被提高，并且由于C11的放電保持作用，可防止這時由于檢測脈沖自身的干擾而形成的誤檢測。由以上可知，當測量距離小到一定程度時，由于D3及C11的