超声波液位计研发的探讨  十七

当比较器的7 脚没有脉冲输出，即电路处于静态时，IRF540 场效应管的栅极G 始终为低电平，场效应管和变压器T1 不工作。当单片机不发射脉冲串时，大容量电解电容C18 被+10V 电源经电阻R26 缓慢充电，其上电压可以达到+10V。此时变压器T1 工作时的瞬态大电流由+10V 电源和C18 同时提供。由于C18 容量很大，所以变压器T1 的电流主要由它供给，结果是+10V 电源和C18 上的电压波动都小于0.3V，这样就无形中提高了+10V 电源带负载的能力，减少了电源电压的波动。C19 为谐振电容，与变压器T1 初级线圈的电感产生并联谐振，将谐振频率控制在有用信号的频率上，同时可以衰减干扰信号。变压器初级线圈波形图见图2.6。变压器T1 的变比为1：20，线圈初级电压基本稳定在40Vpp，经过变压器升压，探头J2 得到约800 Vpp 的激励脉冲电压而向外发射超声波。

Q6 和Q7 是保护二极管，选用的是贴片封装的双二极管BAT54S，其上0.7V 左右的导通压降防止探头接收的回波信号被T1 次级线圈短路，但它们几乎不会影响800Vpp 的探头驱动电压。

此外，超声波换能器必须用屏蔽线与电路连接，这样不但可避免寄生振荡，而且可以大幅减小电噪声干扰。总之，上述超声波发射电路原理简单，元件的参数几乎不用调整；电子元器件都比较常见，并且价格便宜，有效降低了电路的开发成本。

§2-4 接收电路设计

接收电路设计是本课题的设计重点，也是本课题的难点所在。

声波在传播过程中 ,其能量会随传输距离的增大而呈指数规律衰减，从远距离障碍物反射的回波信号一般比较弱 ,经超声换能器变换为电信号后一般为 mV 级 ,所以接收电路单元的作用是将微弱的超声回波信号转换成电信号，并将其放大到一定幅值，同时抑制噪声和干扰，以利后续单元做进一步处理，从而确定稳定的接收时刻，实现精确测距功能。

超声波液位计