超聲波液位計研發的探討  二十四

由上圖可以看出，比例微分電路的輸出Vo 的過零點總比回波信號包絡線Vi 的拐點滯后一些，這是由于電阻和電容的相位滯后作用造成的。只要上圖中的最低點不隨著時間軸移動，則其對應的過零點就會固定不變，始終滯后一個特定的時間，這可以通過后面的軟件程序加以修正，從而不會對回波信號接收時刻的準確性造成影響。

2-4-6 整形電路

超聲波回波信號整形電路包括滯回比較電路、反相器電路和D 觸發電路三部分組成。

模擬電壓比較電路是用來鑒別和比較兩個模擬輸入電壓大小的電路。比較器的輸出反映兩個輸入量之間相對大小的關系。比較器的輸入量是模擬量，輸出量是數字量，可以看作是最簡單的模/數轉換器，是模擬電路和數字電路之間聯系的橋梁。LM311 就是一種常用的集成電壓比較器芯片，它具有極低的輸入失調電壓Os U 、失調電流Os I 和寬的共模電壓輸入范圍，且具有極高的分辨力和轉換速率等。前級比例微分電路的輸出信號不可能無限平滑，疊加在它上面的干擾信號和噪聲等會使的比較器誤翻轉，這就是所謂電平比較器的“振鈴”現象。為了克服比較器的這種“振鈴”現象，故采用了滯回比較電路。電路如上圖左半部分所示，它由集成電壓比較器芯片LM311 和電阻R56、R57 和R58 組成。其中i U 經R56 加到比較器的反相輸入端， r U 經R57 加到比較器的同相端，R58 引入電壓并聯正反饋，使比較器LM311 工作在非線性。顯然，傳輸特性具有遲滯回線形狀，如果設比較器的輸出高低電平分別為oH U 和oL U ，這個電路產生的兩個門限電壓1 U 和 圖2.20 傳輸特性曲線U2 分別為。由公式（2.14）可見，滯后電壓可由R57 和R58 來調節，合理選擇其大小，使之稍大于預計到干擾信號，就可以消除“振鈴”現像，提高系統抗干擾能力。在實驗過程中，信號上的最大干擾大概有

5mV 左右，所以選擇R58 阻值為200K，R57 阻值為47K，消除了比較器的誤翻轉，達到了設計要求。

超聲波液位計