超声波测距仪的制作与电路设计分析

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1、.超声波测距仪的制作与电路设计分析（常规器件）发布:2010-6-1917:08 

2、  作者:wang1jin 

3、  来源:网络 

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5、J[8k7mxm0这里介绍一款国外的不使用单片机的超声波测距仪。本超声波测距仪通过测量超声波发射到反射回来的时间差来测量与被测物体的距离。可以测量0.35-10m的距离。实物图如下：电子爱好者社区+ZO7A,M#Naz4v9B;W :c;`"/`Nl6xa4Q1xZ3o0原理图如下：电子爱好者社区U^H,E^ 4RT&J1uKt0电子爱好者社区;n7

6、9??_(z...一、电路原理电子爱好者社区_U7Ye7sR0E1超声波发射电路电子爱好者社区"[0Pc)t&}#hZk!v'co    由两块555集成电路组成。IC1（555）组成超声波脉冲信号发生器，工作周期计算公式如下，实际电路中由于元器件等误差，会有一些差别。J[#

7、8}:_}@0 hG#r0vfCZfC0条件:RA=9.1MΩ、RB=150KΩ、C=0.01μFt!n@?4B;U!l/V5j0TL=0.69xRBxC 电子爱好者社区Z_S9upFF =0.69x150x103x

8、0.01x10-6  =1msec  ^8

9、"xRf:B0 电子爱好者社区V"vu4I{gTH =0.69x(RA+RB)xC 电子爱好者社区!AY:hFp`CU =0.69x9250x103x0.01x10-6  =64msec$^Nb&OuXr0电子爱好者社区*JT4W.UQ8W@IC2组成超声波载波信号发生器。由IC1输出的脉冲信号控制，输出1ms频率40kHz，占空比50％的脉冲，停止64ms。计算公式如下：电子爱好者社区8Old3eymA 电子爱好者社区,O%tBu,H2h条件:RA=

10、1.5KΩ、RB=15KΩ、C=1000pF.V{*L6lxYc^0TL=0.69xRBxC 电子爱好者社区7_!@d(`;Q =0.69x15x103x1000x10-12  =10μsec  

11、E/zu&h%{F{k-H0 ...'x!NpR8m8A{U0TH =0.69x(RA+RB)xC 电子爱好者社区!z(cT*

12、,c;N9j =0.69x16.5x103x1000x10-12  =11μsec  电子爱好者社区h-F3Ocu Q

13、%^J&D[

14、3Yl0f=1/(TL+TH) I1u

15、XeyWc4rQO0 =1/((10.35+11.39)x10-6)  =46.0KHz0pV%J0Ge!gT0IC3（CD4069）组成超声波发射头驱动电路。'BrAP%P0 J1M
}A3yp.nSV0电子爱好者社区x/H9FB-kys%Q2超声波接收电路电子爱好者社区.s.L+dRB-Y5A 电子爱好者社区Z'@Nf6}o;X       超声波接收头和IC4组成超声波信号的检测和放大。反射回来的超声波信号经IC4的2级放大1000倍（60dB），第1级放大100倍（40dB），第2级放大1

16、0倍（20dB）。  由于一般的运算放大器需要正、负对称电源，而该装置电源用的是单电源（9V）供电，为保证其可靠工作，这里用R10和R11进行分压，这时在IC4的同相端有4.5V的中点电压，这样可以保证放大的交流信号的质量，不至于产生信号失真。...)F.GtL:Ka0 电子爱好者社区ndy8esbJhC9、D1、D2、C10组成的倍压检波电路取出反射回来的检测脉冲信号送至IC5进行处理。]$P4@6Agq0    IC5、IC6、IC7、IC8、IC9组成信号比较、测量、计数和显示电路，即比较和测量从发出的检测脉冲和该脉

17、冲被反射回来的时间差。它是超声波测距电路的核心，下面分析其工作原理。Xg([n,ZC0电子爱好者社区CC"zW7i
lIt.lSL   由Ra、Rb、IC5组成信号比较器。其中电子爱好者社区}ZV$f2R(uVrf=(RbxVcc)/(Ra+Rb)  =(47KΩx9V)/(1MΩ+47KΩ)  =0.4V g)kK7A5_$o.G3EBE0    所以当A点（IC5的反相端）过来的脉冲信号电压高于0.4V时，B点电压将由高电平"1"到低电平"0"。同时注意到在IC5的同相端接有电容C11和二极管D3，这是用来防止误

18、检测而设置的。在实际测量时，在测距仪的周围会有部分发出的超声波直接进入接收头而形成误检测。为避免这种情况发生，这里用D3直接引入检测脉冲来适当提高IC5比较器的门限转换电压，并且