超聲波流量計傳感器在控制系統探討  二十一

4.3 接收電路的方案設計

超聲波接收電路由前置放大電路，帶通濾波放大電路及二值化電路構成。由于超聲波傳感器具有共振特性，即使將方波輸入到發射傳感器，接收傳感器的輸出也是正弦波。前置放大電路實現小信號的有效放大，提高整個放大電路的輸入阻抗，并將回波信號放大到適當的電平。由于傳感器所接收的回波信號電平極低，為微伏級信號，需要將該信號放大百倍級倍數，才能對回波進行有效識別，同時，在回波信號的放大過程中，由于干擾信號的存在，為避免將干擾信號同時放大而產生回波誤識別，必須將干擾信號濾除，即回波信號放大過程中必須設計帶通濾波器，對有效頻帶內的超聲波信號進行選擇放大。這樣放大后的信號也不能直接進入單片機，因為它是正弦量模擬信號，而單片機只能識別數字信號。所以我們還需要一個二值化電路，它事實上相當于一個一位的A/D轉換器。

4.3.1 前置放大電路

考慮到超聲換能器的輸出電阻比較大(一般數百兆歐姆以上)，因此前置放大器必須有足夠大的輸入阻抗;同時，換能器的輸出電壓很小(數十毫伏)，這就要求前置放大電路有很高的精度、很小的輸入偏置電壓。前置放大電路是由一個通用運算放大器CF741及電阻R7，R8和R9構成，組成一反向比例放大電路，以實現把數十毫伏的輸入信號放大到伏級，以便于后續電路的處理。

 超聲波流量計