一種高精度超聲波反射信號接收處理電路的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及信號處理領域，具體涉及一種高精度超聲波反射信號接收處理電路。
【背景技術】
[0002]由于超聲波指向性強，能量消耗緩慢，在介質中傳播的距離較遠，因而超聲波經常用于距離測量，如測距儀和物位測量儀等都可以通過超聲波來實現(xiàn)。利用超聲波檢測往往比較迅速、方便、計算簡單，易于做到實時控制，并且在測量精度方面能達到工業(yè)實用的要求。
[0003]超聲波測距的原理很簡單，超聲波發(fā)生器向某一方向發(fā)射超聲波，在發(fā)射的同時開始計時，超聲波在空氣中傳播，途中碰到障礙物就立刻返回來，超聲波接收器收到反射波就立即停止計時，根據傳播時間和傳播速度即可算出發(fā)射點到障礙物的距離，這就是測距的原理，與雷達原理一樣。
[0004]由于超聲波信號在空氣中傳播時受到很大程度的衰減，所以反射回的超聲波信號非常的微弱，如果直接將該反射波信號送入后級電路，容易導致后級電路錯誤處理。同時，由于超聲波在傳播過程中還會受到其它干擾信號的影響，反射波信號勢必會影響到后級電路的處理，影響整個電路的處理精度，甚至是信號的穩(wěn)定性。
【實用新型內容】
[0005]本實用新型的目的在于提供一種高精度超聲波反射信號接收處理電路，使反射波信號能夠達到足夠的幅度，以便后級電路能夠正確的處理，同時還能消除反射波中干擾信號造成的影響，提高信號的精度和穩(wěn)定性。
[0006]本實用新型為實現(xiàn)上述目的，采用以下技術方案實現(xiàn):
[0007]一種高精度超聲波反射信號接收處理電路，包括聲音接收器P、前置放大單元、帶通濾波單元以及同相比例放大器，所述前置放大單元包括第一運算放大器U1、電阻R1、電阻R2、電阻R3、電阻R4、電阻R5、電阻R6、電容Cl、電容C2、電容C3以及電容C4 ;所述電容Cl的一端接地，另一端與電阻Rl串聯(lián)后連接在第一運算放大器Ul的反相輸入端；所述聲音接收器P與電容C2串聯(lián)后連接在第一運算放大器Ul的同相輸入端；所述電阻R2的一端連接在第一運算放大器Ul的反相輸入端，另一端連接在第一運算放大器Ul的輸出端；所述電阻R3的一端接地，另一端連接在第一運算放大器Ul的同相輸入端；所述電阻R6的一端接地，另一端連接電阻R4的一端，電阻R4的另一端連接在第一運算放大器Ul的同相輸入端；所述電阻R5的一端接+12V電平，另一端連接在電阻R4與電阻R6之間；所述電容C3并聯(lián)在電阻R6的兩端，電容C4連接在第一運算放大器Ul的輸出端；
[0008]所述帶通濾波單元包括低通濾波電路和高通濾波電路，所述低通濾波電路包括滑動變阻器RW和電容C6，高通濾波電路包括電容C5和電阻R7，所述同相比例放大器包括第二運算放大器U2、電阻R8和電阻R10，所述滑動變阻器RW的一端連接電容C4，另一端與電容C5串聯(lián)后連接在第二運算放大器U2的同相輸入端；所述電阻R7的一端接地，另一端連接在第二運算放大器U2的同相輸入端；所述電容C6的一端接地，另一端連接在滑動變阻器RW與電容C5之間；所述電阻R8的一端接地，另一端連接到第二運算放大器U2的反相輸入端；所述電阻RlO的一端連接在第二運算放大器U2的反相輸入端，另一端連接在第二運算放大器U2的輸出端；還包括電阻R9，所述電阻R9的一端連接在第二運算放大器U2的輸出端，另一端連接在電容C5與電容C6之間；
[0009]還包括儀表放大器U3，所述儀表放大器U3的正輸入端與電容C7串聯(lián)后連接在第二運算放大器U2的輸出端，儀表放大器U3的負輸入端與電阻Rll串聯(lián)后接地，儀表放大器U3的輸出端依次連接串聯(lián)的電容C8和電阻R13，電阻R13接地。
[0010]進一步地，作為優(yōu)選方案，所述第一運算放大器Ul的型號為TLC2654或TLC4501。
[0011]進一步地，作為優(yōu)選方案，所述第二運算放大器U2的型號為TLC2654或TLC4501。
[0012]進一步地，作為優(yōu)選方案，所述同相比例放大器的增益小于3，且?guī)V波單元的中心頻率為40kHz。
[0013]進一步地，作為優(yōu)選方案，所述電阻R4、電阻R5、電阻R6的阻值均為100K Ω。
[0014]進一步地，作為優(yōu)選方案，所述聲音接收器P為麥克風。
[0015]進一步地，作為優(yōu)選方案，所述儀表放大器U3的型號為AD8221。
[0016]本實用新型與現(xiàn)有技術相比，具有以下優(yōu)點及有益效果:
[0017](I)本實用新型通過設置前置放大單元、帶通濾波單元、同相比例放大器，將聲音接收器接收到的反射波信號進行依次放大、濾波、再放大，前置放大單元為同相交流放大電路，具有很高的輸入阻抗，而帶通濾波單元由低通濾波電路和高通濾波電路串聯(lián)組成，低通濾波電路由滑動變阻器RW和電容C6組成，高通濾波電路由電容C5和電阻R7組成，帶通濾波單元為二階RC有源濾波，消除了超聲波傳播過程中受到的干擾信號的影響，從而整個電路不僅實現(xiàn)了反射波信號的有效放大，使其能夠送入到后級電路進行正確處理，同時由于消除了干擾信號的影響，能夠提高信號的精度。
[0018](2)本實用新型通過將同相比例放大器的增益控制在3以內，同時將帶通濾波單元的中心頻率設置在40kHz，從而保證了電路能夠穩(wěn)定地工作，提高了信號放大、濾波的可靠性，使輸出的信號精度更高。
【附圖說明】
[0019]圖1為本實用新型的電路結構圖。
【具體實施方式】
[0020]下面結合實施例對本實用新型作進一步地詳細說明，但本實用新型的實施方式不限于此。
[0021]實施例:
[0022]如圖1所示，本實施例所述的一種高精度超聲波反射信號接收處理電路，包括聲音接收器P、前置放大單元、帶通濾波單元以及同相比例放大器，聲音接收器P可以是麥克風，也可以是其它接收聲音的設備，前置放大單元包括第一運算放大器U1、電阻R1、電阻R2、電阻R3、電阻R4、電阻R5、電阻R6、電容Cl、電容C2、電容C3以及電容C4，電阻R4、電阻R5、電阻R6均為偏置電阻，用于設置放大器的靜態(tài)工作點；電容Cl、電容C2、電容C4為隔直電容，電容Cl的一端接地，另一端與電阻Rl串聯(lián)后連接在第一運算放大器Ul的反相輸入端；聲音接收器P與電容C2串聯(lián)后連接在第一運算放大器Ul的同相輸入端；電阻R2的一端連接在第一運算放大器Ul的反相輸入端，另一端連接在第一運算放大器Ul的輸出端；電阻R3的一端接地，另一端連接在第一運算放大器Ul的同相輸入端；電阻R6的一端接地，另一端連接電阻R4的一端，電阻R4的另一端連接在第一運算放大器Ul的同相輸入端；電阻R5的一端接+12V電平，另一端連接在電阻R4與電阻R6之間；電容C3并聯(lián)在電阻R6的兩端，電容C4連接在第一運算放大器Ul的輸出端。
[0023]本實施例的帶通濾波單元包括低通濾波電路和高通濾波電路，低通濾波電路包括滑動變阻器RW和電容C6，高通濾波電路包括電容C5和電阻R7，同相比例放大器包括第二運算放大器U2、電阻R8和電阻R10，滑動變阻器RW的一端連接電容C4，另一端與電容C5串聯(lián)后連接