超声波流量计主机与探头原理探讨  三十二

在这里，我们在AD603 的脚7 和脚5 接了一个电阻2.15kΩ 的电阻，这样增益的变化范围为40VG，且信号的带宽大于90MHz。当VG 的取值为±0.5V 时，就可以实现±20dB 范围的变换，通过PWM 反馈和固定电压0.5V 的差动输入，达到自动增益调节的目的。

③第三级放大电路

末级放大电路的作用是将第二级放大输出的信号进一步放大，以满足信号检测和鉴别电路的要求。我们选用具有高增益带宽的放大器NE5532N，其增益带宽积可达到20M，采用同相比例运算电路，其电路图见图4-6。选取R3 为1K，R4 为20K，R5 为50K，电路的闭环电压增益为A＝1+（R4+R5）/R3=71。

⑴  波电路

在超声波流量计接收信号中，往往会掺杂一些干扰信号，在电路设计中，应尽可能将这些干扰信号除去。但是要完全把干扰信号除掉是不可能的，我们只能将这些干扰信号尽可能减小。

因为超声波信号的频率大致为1MHz，由运放和电容等器件构成的有源滤波器的带宽一般较窄，通常不适用于高频范围，最大在几百千赫兹，且在这个频率附近不易采用，而若采用专用集成的滤波电路造价又偏高，因此我们决定采用由电感和电容组成的LC 滤波器。

由L、C 组成并联谐振，将谐振频率设在1.5MHz，由L1、C1以及L2、C2 组成串联谐振，整个形成T 型网路，实现了带通滤波。

⑵  收范围门

由于发射信号功率较大，发射信号通过电路和声路都可以耦合到接收电路上，影响接收信号的接收。所以可以采用范围门防止发射脉冲对接收信号的干扰。在设计中，接收电路并不是在超声波发射一开始就打开的，而是根据信号预期最早和最晚到达时间设置一个接收范围门。首先，根据声路长度来估计一个脉冲最早和最晚可能到达的时刻，在最早时间的0.6 倍处打开接收电路，这样，一方面可以防止发射超声波直接耦合到接收换能器中，另一方面可以排除开关动作带来的干扰；然后，通过设置软件延时，在最晚到达时间的1.5 倍处关闭接收电路。接收电路的开通和关闭可通过单片机的I/O 口控制来实现。

超声波流量计