超声波液位计研发的探讨  二十四

由上图可以看出，比例微分电路的输出Vo 的过零点总比回波信号包络线Vi 的拐点滞后一些，这是由于电阻和电容的相位滞后作用造成的。只要上图中的最低点不随着时间轴移动，则其对应的过零点就会固定不变，始终滞后一个特定的时间，这可以通过后面的软件程序加以修正，从而不会对回波信号接收时刻的准确性造成影响。

2-4-6 整形电路

超声波回波信号整形电路包括滞回比较电路、反相器电路和D 触发电路三部分组成。

模拟电压比较电路是用来鉴别和比较两个模拟输入电压大小的电路。比较器的输出反映两个输入量之间相对大小的关系。比较器的输入量是模拟量，输出量是数字量，可以看作是最简单的模/数转换器，是模拟电路和数字电路之间联系的桥梁。LM311 就是一种常用的集成电压比较器芯片，它具有极低的输入失调电压Os U 、失调电流Os I 和宽的共模电压输入范围，且具有极高的分辨力和转换速率等。前级比例微分电路的输出信号不可能无限平滑，叠加在它上面的干扰信号和噪声等会使的比较器误翻转，这就是所谓电平比较器的“振铃”现象。为了克服比较器的这种“振铃”现象，故采用了滞回比较电路。电路如上图左半部分所示，它由集成电压比较器芯片LM311 和电阻R56、R57 和R58 组成。其中i U 经R56 加到比较器的反相输入端， r U 经R57 加到比较器的同相端，R58 引入电压并联正反馈，使比较器LM311 工作在非线性。显然，传输特性具有迟滞回线形状，如果设比较器的输出高低电平分别为oH U 和oL U ，这个电路产生的两个门限电压1 U 和 图2.20 传输特性曲线U2 分别为。由公式（2.14）可见，滞后电压可由R57 和R58 来调节，合理选择其大小，使之稍大于预计到干扰信号，就可以消除“振铃”现像，提高系统抗干扰能力。在实验过程中，信号上的最大干扰大概有

5mV 左右，所以选择R58 阻值为200K，R57 阻值为47K，消除了比较器的误翻转，达到了设计要求。

超声波液位计