超声波液位计液态介质测量高精度的探讨 二十三

3．5超声波接收电路设计

3．5．1超声波接收电路概述

本设计使用的超声波是纵向振动的弹性机械波，它是借助于传播介质的分子运动而传播的，波动方程的描述方法与电磁波的描述是类似的，这就要求在处理超声波接收器接收的信号应采取多级放大的方法。

3．5．2超声波接收电路功能与组成

由单片机产生脉冲信号，经三极管和变压器放大后，通过发射接收转换电路驱动超声波传感器；每次发射1个脉冲，当脉冲发射后，启动计数器开始计数；回波信号经过发射接收转换电路、前置放大电路、带通滤波电路、自动增益控制(AGC)电路、绝对值变换电路、检波电路、过零检测电路后输入AT89S52单片机中，触发单片机AT89S52外部中断，计数器停止计数并计算出渡越时间t；由于采用收发一体的超声波传感器，故采用了收发转换电路来实现发送与接收的切换，考虑到量程较大，在最远处与最近处回波衰减相差很大，超声波回波信号随着被测距离的变化，其幅值变化也很大，必须经过增益控制，以满足整形电路的要求。实现增益随时间呈指数变化的AGC电路有多种，本文设计了通过软、硬件结合的A6C电路，它由可编程放大器AD620AN、数字电位器MAX5400结合单片机联合实现。

事先通过实验，在0～20米的距离内，每隔2米测量一次，把较为理想的放大倍数换算成数字电位器的抽头位置，并把这些位置参数列表并固化到E2PROM中。单片机以定时器中断的方式来设置增益，到了一定时刻就由内部定时器产生一次中断，中断服务子程序通过查表方式获得对应的增益，然后通过SPI接口设置对应增益。

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