超声波流量计主机与探头原理探讨  三十五

D/A 转换器选用带有缓冲基准输入(高阻抗)的10 位电压输出数模转换器( DAC)TLC5615，DAC 具有基准电压两倍的输出电压范围，且DAC 是电调变化的。器件使用简单，用单5V 电源工作，功耗低，具有上电复位功能以确保可重复启动。器件的更新频率可以达到1.2MHZ，典型建立时间为12.Sμs，并且在温度范围内保持单调性。CPU 根据上一次A/D 转换器测得的电压值计算出本次测量时D/A 转换器应该补偿的电压值，通过与TLC5615 的串口将数据传送给D/A 转换器，然后D/A 转换器将其转换为模拟电压输出。这个电压经过电阻分压后在运算放大器的同相端产生一个电压，再经过运算放大器放大输出，这样就得到了AD603 增益控制端的电压，从而起到调节放大电路增益的目的，实现信号放大的自动增益控制。

4.2.4 电压比较电路

正确地确定超声波流量计接收信号的到达时刻是整个电路中一个很关键的地方，它直接影响到超声波传播时间的测量精度。在这里，我们采用了电压比较电路对接收到的信号进行有效性检验，利用设置一个有效信号检测门槛对信号的过零点、±0.2V 处进行检测。电路主要由高精度的过零比较器MAX913 和高速双路电压比较器MAX902 组成。由过零比较器可得到过零点信号；由双路电压比较器可得到过+0.2V 和-0.2V 信号，这三个输出信号最后都送到单片机进行逻辑控制。

4.2.5 切换控制电路

该部分的作用是用来完成两个超声波探头和发射、接收电路的切换的。作为对模拟信号的切换，可以有以下两个方案：

①采用模拟开关。模拟开关的开关频率高，对信号的影响比较小，但由于切换的双方是接收到的微弱的超声信号和用于发射的高压信号，难以找到既能够承受高压又能使得传输的微弱信号失真较小的芯片；

超声波流量计