超声波流量计传感器在控制系统探讨  二十一

4.3 接收电路的方案设计

超声波接收电路由前置放大电路，带通滤波放大电路及二值化电路构成。由于超声波传感器具有共振特性，即使将方波输入到发射传感器，接收传感器的输出也是正弦波。前置放大电路实现小信号的有效放大，提高整个放大电路的输入阻抗，并将回波信号放大到适当的电平。由于传感器所接收的回波信号电平极低，为微伏级信号，需要将该信号放大百倍级倍数，才能对回波进行有效识别，同时，在回波信号的放大过程中，由于干扰信号的存在，为避免将干扰信号同时放大而产生回波误识别，必须将干扰信号滤除，即回波信号放大过程中必须设计带通滤波器，对有效频带内的超声波信号进行选择放大。这样放大后的信号也不能直接进入单片机，因为它是正弦量模拟信号，而单片机只能识别数字信号。所以我们还需要一个二值化电路，它事实上相当于一个一位的A/D转换器。

4.3.1 前置放大电路

考虑到超声换能器的输出电阻比较大(一般数百兆欧姆以上)，因此前置放大器必须有足够大的输入阻抗;同时，换能器的输出电压很小(数十毫伏)，这就要求前置放大电路有很高的精度、很小的输入偏置电压。前置放大电路是由一个通用运算放大器CF741及电阻R7，R8和R9构成，组成一反向比例放大电路，以实现把数十毫伏的输入信号放大到伏级，以便于后续电路的处理。

 超声波流量计