超聲波防盜報(bào)警器設(shè)計(jì)方案-文庫吧
2025-07-17 15:57 本頁面
【正文】 整形 方波發(fā)生器 超聲波接受 放大 檢 波 濾波 電平比較 聲光報(bào)警 驅(qū)動 延時(shí)控制 電平檢測 型號 用途 中心頻率 帶寬 （ 3040kHz） 靈敏度（ 40kHz） 電容量（ pF） 絕緣電阻（ MΩ） 最大輸出電壓（ mV） UCM40T 發(fā)射 40kHz 96kHz/db 110dB 1700 100 20 UCM40R 接收 40kHz 73kHz/db 65dB 1700 100 采用 NE555 構(gòu)成多諧振蕩器 ,來產(chǎn)生 40KHZ 方波信號 555 集成定時(shí)器的工作原理和實(shí)用： 555 集成定時(shí)器是模擬功能和數(shù)字邏輯功能相結(jié)合的一種雙極型中規(guī)模集成器件。 外加電阻、電容可以組成性能穩(wěn)定而精確的多諧振蕩器、單穩(wěn)電路、施密特觸發(fā)器等。 TTL 集成定時(shí)器 555 定時(shí)器的內(nèi)部原理框圖和引腳如下圖所示。它是由上、下兩個(gè)電壓比較器、三個(gè) 5KΩ電阻、一個(gè) RS 觸發(fā)器、一個(gè)放電三極 管 T 以及功率輸出級組成。比較器 C1 的同相輸入端⑤接到由三個(gè) 5KΩ電阻組成的分壓網(wǎng)絡(luò)的 2/3Vcc處，反相輸入端⑥為閥值電壓輸入端。比較器 C2 的反相輸入端接到分壓電阻網(wǎng)絡(luò)的1/3Vcc 處，同相輸入端②為觸發(fā)電壓輸入端，用來啟動電路。兩個(gè)比較器的輸出端控制 RS 觸發(fā)器。 RS 觸發(fā)器設(shè)置有復(fù)位端 ④，當(dāng)復(fù)位端處于低電平時(shí)，輸出③為低電平?？刂齐妷憾刷菔潜容^器 C1 的基準(zhǔn)電壓端，通過外接元件或電壓源可改變控制端的電壓值，即可改變比較器 C C2 的參考電壓。不用時(shí)可將它與地之間接一個(gè) 的電容，以防止干擾電壓引入。 555 的電源電壓范圍是 +~+18V，輸出電流可達(dá) 100~200mA，能直接驅(qū)動小型電機(jī)、繼電器和低阻抗揚(yáng)聲器。 CMOS 集成定時(shí)器 CC7555 的功能和 TTL 集成定時(shí)電路完全一樣，但驅(qū)動能力小一些，內(nèi)部結(jié)構(gòu)也不同， 555 定時(shí)器的功能表見表 2. 圖三 555 內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖 圖四 555 引腳圖 表二 555 功能表 555 定時(shí)器構(gòu)成的幾種常見的多諧振蕩器 （ 1）構(gòu)成基本多諧振蕩器 如圖 A，由 555 定時(shí)器和外接元件 R R C 構(gòu)成多諧振蕩器，腳 2 與腳 6 直接相連。電路沒有穩(wěn)態(tài)，僅存在兩個(gè)暫穩(wěn)態(tài)，電路亦不需要外加觸發(fā)信號，利用電源通過 R R2 向 C 充電，以及 C 通過 R2 向放電端 Ct 放電，使電路產(chǎn)生振蕩。電容 C在 1/3Vcc 和 2/3Vcc 之間充電和放電，其波形如圖 B 所示。輸出信號的時(shí)間參數(shù)是 T=tw1+tw2, tw1=(R1+R2)C, tw2= 555 電路要求 R1 與 R2 均應(yīng)大于或等于 1KΩ，但 R1+R2 應(yīng)小于或等于 。 外部元件的穩(wěn)定性決定了多諧振蕩器的穩(wěn)定性， 555 定時(shí)器配以少量的元件即可獲 得較高精度的振蕩頻率和具有較強(qiáng)的功率輸出能力。因此這種形式的多諧振蕩器應(yīng)用很廣。 A 圖 B 圖 圖五 多諧振蕩器 （ 2）組成占空比可調(diào)的多諧振蕩器 電路如圖 6，它比圖 5 所示電路增加了一個(gè)電位器和兩個(gè)導(dǎo)引二極管。 D D2 用來決定電容充、放電電流流經(jīng)電阻的途徑（充電時(shí) D1 導(dǎo)通， D2 截止；放電時(shí) D2 導(dǎo)通，D1 截止）。 占空比 P=tw1/(tw1+tw2)≈ （ +） =RA/(RA+RB) 可見，若取 RA=RB 電路即可輸出占空比為 50%的方波信號。 （ 3）組成占空比連續(xù)可調(diào)并能調(diào)節(jié)振蕩頻率的多諧振蕩器 電路如圖 15 所示。對 C1 充電時(shí)，充電電流通過 R D Rw1 和 Rw2；放電時(shí)通過 Rw Rw D R2。當(dāng) R1=R Rw2 調(diào)至中心點(diǎn)，因充放電時(shí)間基本相等，其占空比約為 50%，此時(shí)調(diào)節(jié) Rw1 僅改變頻率，占空比不變。如 Rw2 調(diào)至偏離中心點(diǎn)，再調(diào)節(jié) Rw1，不僅振蕩頻率改變，而且對占空比也有影響。 Rw1 不變，調(diào)節(jié) Rw2，僅改變占空比，對頻率無影響。 因此，當(dāng)接通電源后，應(yīng)首先調(diào)節(jié) Rw1 使頻率至規(guī)定值，再調(diào)節(jié) Rw2，以獲得需要的占空比。若頻率調(diào)節(jié)的范圍比較大，還可以用波段開關(guān)改變 C1 的值。 圖 6 占空比可調(diào)的多諧振蕩器 圖 7 占空比和頻率均可調(diào)的多諧振蕩器 超聲波接收放大與檢波濾波電路 接收到的信號經(jīng)過 R6， C4 濾波后，經(jīng)過運(yùn)算放大器作為前級放大，放大的信號經(jīng)過二極管 D1， D2 進(jìn)行幅度檢波后，在所探測的區(qū)域沒有物體移動時(shí)輸出為零，當(dāng)存在活動 的物體即有電壓信號。運(yùn)算放大器采用的是 TL082。 超聲波接收放大與檢波濾波電路 電平比較與檢測電路 當(dāng)存在活動的物體即有電壓信號，再經(jīng)過濾波和運(yùn)放放大，經(jīng)二極管 D3，D4 整流后得到比較平滑的直流電平；得到的直流電平延時(shí) 1S 后送至一個(gè)由運(yùn)算放大器組成的比較器，進(jìn)行電平比較檢測，有物體移動時(shí)輸出為低電平，產(chǎn)生一個(gè)負(fù)脈沖。該模塊運(yùn)用的是 LM358。 電平比較與檢測電路 延時(shí)控制電路 當(dāng)有物體移動時(shí)會產(chǎn)生一個(gè)負(fù)脈沖觸發(fā) 后面的單穩(wěn)電路。該模塊采用 555 定時(shí)器構(gòu)成單穩(wěn)電路來實(shí)現(xiàn)延時(shí)和定時(shí)的目的。采用兩個(gè) 555 定時(shí)器分別實(shí)現(xiàn)定時(shí) 20S 和140S，然后將 IC2 NE555 的 3 腳輸出 20S 的脈沖信號取反后與 IC3 NE555 3 腳輸出的140S 脈沖信號相與，就可以實(shí)現(xiàn) 20S 延時(shí)后， 2 分鐘的定時(shí)報(bào)警。在 IC3 的 4 腳接按鍵，當(dāng)需要切除警報(bào)
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