超聲波流量計(jì)主機(jī)與探頭原理探討  三十二

在這里，我們?cè)?span lang="EN-US">AD603 的腳7 和腳5 接了一個(gè)電阻2.15kΩ 的電阻，這樣增益的變化范圍為40VG，且信號(hào)的帶寬大于90MHz。當(dāng)VG 的取值為±0.5V 時(shí)，就可以實(shí)現(xiàn)±20dB 范圍的變換，通過PWM 反饋和固定電壓0.5V 的差動(dòng)輸入，達(dá)到自動(dòng)增益調(diào)節(jié)的目的。

③第三級(jí)放大電路

末級(jí)放大電路的作用是將第二級(jí)放大輸出的信號(hào)進(jìn)一步放大，以滿足信號(hào)檢測(cè)和鑒別電路的要求。我們選用具有高增益帶寬的放大器NE5532N，其增益帶寬積可達(dá)到20M，采用同相比例運(yùn)算電路，其電路圖見圖4-6。選取R3 為1K，R4 為20K，R5 為50K，電路的閉環(huán)電壓增益為A＝1+（R4+R5）/R3=71。

⑴  波電路

在超聲波流量計(jì)接收信號(hào)中，往往會(huì)摻雜一些干擾信號(hào)，在電路設(shè)計(jì)中，應(yīng)盡可能將這些干擾信號(hào)除去。但是要完全把干擾信號(hào)除掉是不可能的，我們只能將這些干擾信號(hào)盡可能減小。

因?yàn)槌�聲波信�?hào)的頻率大致為1MHz，由運(yùn)放和電容等器件構(gòu)成的有源濾波器的帶寬一般較窄，通常不適用于高頻范圍，最大在幾百千赫茲，且在這個(gè)頻率附近不易采用，而若采用專用集成的濾波電路造價(jià)又偏高，因此我們決定采用由電感和電容組成的LC 濾波器。

由L、C 組成并聯(lián)諧振，將諧振頻率設(shè)在1.5MHz，由L1、C1以及L2、C2 組成串聯(lián)諧振，整個(gè)形成T 型網(wǎng)路，實(shí)現(xiàn)了帶通濾波。

⑵  收范圍門

由于發(fā)射信號(hào)功率較大，發(fā)射信號(hào)通過電路和聲路都可以耦合到接收電路上，影響接收信號(hào)的接收。所以可以采用范圍門防止發(fā)射脈沖對(duì)接收信號(hào)的干擾。在設(shè)計(jì)中，接收電路并不是在超聲波發(fā)射一開始就打開的，而是根據(jù)信號(hào)預(yù)期最早和最晚到達(dá)時(shí)間設(shè)置一個(gè)接收范圍門。首先，根據(jù)聲路長度來估計(jì)一個(gè)脈沖最早和最晚可能到達(dá)的時(shí)刻，在最早時(shí)間的0.6 倍處打開接收電路，這樣，一方面可以防止發(fā)射超聲波直接耦合到接收換能器中，另一方面可以排除開關(guān)動(dòng)作帶來的干擾；然后，通過設(shè)置軟件延時(shí)，在最晚到達(dá)時(shí)間的1.5 倍處關(guān)閉接收電路。接收電路的開通和關(guān)閉可通過單片機(jī)的I/O 口控制來實(shí)現(xiàn)。

超聲波流量計(jì)