超声波液位计研发的探讨  三十一

2-7-2 电源电路

电源的作用是供给电器元件所需的稳定电压。由于电器元件都要求工作在稳定的电压之下，所以电源电路不但要提供所需的电压，而且所提供的电压必须还要是稳定的。因此可以说电源是整个超声波液位计系统的能源中心，系统中的电源电路是非常重要的部分。电源电路的好坏在很大程度上影响了整个系统的稳定性。所有的用电器要正常工作，就必须有一个好的电源电路。电源的设计主要涉及功耗、电压以及电流等方面的内容。电源广义上包括了电源和电源电路，常见的电源有市电提供的220V 交流电，还有就是各种电池。常见的电源电路有各种的稳压电源，不间断电源等。本课题中使用到的直流电源包括+10V、+5V、+3.3V 和+1.65V。其中+10V 为超声波发射电路提供电源，+5V 为各种元器件提供电压，+3.3V 单独为数字电路及各种CMOS 器件提供电压，而+1.65V 是给超声波信号的偏置直流电压。

这里需要说明的是，上述电路中共有三个地线，分别是+12V 电源地、发射电路地线EGND 和接收电路地线SGND。由于探头发射超声波过程中的瞬态功率太大，为了有效避免交叉干扰，将这几个地线进行了隔离。在图2.27 中， Ru7 的阻值不能过大，否则三极管和单运放MAX4167 组成的反馈回路就不足以稳定+1.65V 电压，实验过程表明，电阻过大会导致其上有很大的纹波电压干扰，从而影响后级电路的正常工作；阻值过小，则会导致电路的整体功耗的提高。限于本文的篇幅，电源电路的工作原理不作过多介绍。

§2-8 本章小结

本章主要介绍了整机电路以及各个单元电路的设计与分析。首先给出的总体设计框图，介绍了整机的整体要实现的功能，并选择了系统的外围器件和电路。通过对各单元电路的分析给出了相关实际电路，包括发射电路、滤波电路、程控增益电路、精密包络检波电路、比例微分电路、整形电路以及外围附属电路等等，并给出了部分实验波形图。从实验结果看，各个单元电路设计基本符合设计要求，完成了预定的功能，为整机高性能指标的实现奠定了基础。

第三章 超声波液位计软件系统设计

超声波液位计