基于超聲波傳感器的障礙物檢測(cè)課程設(shè)計(jì)報(bào)告-全文預(yù)覽
【正文】 根據(jù)圖像我們可以得出通過(guò)調(diào)節(jié) RV1 滑動(dòng)變阻器的阻值，可以將輸出波形調(diào)節(jié)的更加平滑，用以滿足我們所需的實(shí)驗(yàn)效果。 圖 12 總體電路圖 五、 實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析 如圖 12，為超聲波發(fā)射電路部分中應(yīng)用 555定時(shí)器發(fā)生的幅值在 0~5V范圍內(nèi)的脈沖信號(hào)，并用虛擬示波器測(cè)得。然后利用濾波后的信號(hào)與其相比較，大于基準(zhǔn)值輸出為負(fù)值，小于基準(zhǔn)值輸出為正值。當(dāng)在超聲波回波接收電路輸入端輸入低電平信號(hào)時(shí)，超聲波回波接收電路輸出端能輸出高電平信號(hào)。 555 定時(shí)器電路圖如圖 5所示。另外，在本次試驗(yàn)中我們利用一個(gè) 2nF 的電容代替超聲波傳感器，因此，在輸出端輸出 100V~150V 信號(hào)時(shí)，在另外的超聲波回波電路輸入端會(huì)接收到一個(gè) VPP=60mV~2V， f=40KHZ的信號(hào)。由于超 聲波傳感器是收發(fā)兩用傳感器，因此在發(fā)出超聲波的同時(shí)也會(huì)接收到一個(gè) 60mV~2V 左右的信號(hào)作為反饋信號(hào)，但由于信號(hào)幅值較小同時(shí)包含噪聲，我們需要首先對(duì)其濾波放大。圖 2 所示 分別 是 一階有源低通濾波器和 由單一運(yùn)算放大器構(gòu)成的無(wú)限增益多路反饋二階 低 通濾波電路的基本結(jié)構(gòu)。外加電壓越大，振蕩器輸出脈沖周期越大，即頻率越低；外加電壓越小，振蕩器輸出脈沖周期越小，即頻率越 高。 圖 4 555定時(shí)器構(gòu)成的多協(xié)振蕩器參考圖 多諧振蕩器應(yīng)用舉例： ： 將兩個(gè)多諧振蕩器連接起來(lái)，前一個(gè)振蕩器的輸出接到后一個(gè)振蕩器的復(fù)位端，后一個(gè)振蕩器的輸出 接到揚(yáng)聲器上。 555 定時(shí)器內(nèi)部包括兩個(gè)電壓比較器，三個(gè)等值串聯(lián)電阻，一個(gè) RS 觸發(fā)器，一個(gè)放電管 T及功率輸出級(jí)。 . 圖 3 多諧振蕩器的工作波形 因此，振蕩周期 T=T1+T2=(R1+2R2)C，振蕩頻率 f=1/T。 多諧振蕩器的工作波形如圖所示 ， 電路接通電源的瞬間，由于電容 C 來(lái)不及充電， Vc=0v，所以 555 定時(shí)器狀態(tài)為 1，輸出 Vo 為高電平。一般用雙極性工藝制作的稱為 555，用 CMOS 工藝制作的稱為 7555，除單定時(shí)器外，還有對(duì)應(yīng)的雙定時(shí)器 556/7556。由于回波電信號(hào)的幅值小， VD3 和 VD4 二極管截止，該信號(hào)不會(huì)通過(guò) T1 變壓器副邊線圈形成短路。驅(qū)動(dòng)電壓峰一峰值要求 60～ 150 V。 二、相關(guān)電路概述及原理簡(jiǎn)介 超聲波傳感器 超聲波發(fā)射與回波接收電路的主要作用是提高驅(qū)動(dòng)超聲波傳感器的脈沖電壓幅值，有效地進(jìn)行電／聲轉(zhuǎn)換，增大超聲波的發(fā)射距離，并通過(guò)收發(fā)一體的超聲波傳感器將 返回的超聲波轉(zhuǎn)變成微弱的電信號(hào)。超聲波回波接收電路包括一階低通濾波電路 、 二級(jí)低通電路、回波二值化電路組成。 [3] 當(dāng)在超聲波回波接收電路輸入端輸出 VPP=60mV~2V， f=40KHZ 的正弦波信號(hào)時(shí)，超聲波回波接收電路輸出端能輸出電平信號(hào)。 10%； 最大輸入電壓 (Vpp)： 150(40KHz) 使用溫度范圍： 35℃ — +80℃ 儲(chǔ)藏溫度范圍： 40℃ — +85℃ 設(shè) 計(jì)要求： [1] 設(shè)計(jì)電路包括超聲波發(fā)射電路、超聲波回波接收電路兩部分。 聲壓值： ≥ 94dB(30cm/10Vrms sine wave) 靈敏度： ≥ 82dB/v/u bar(0dB=v/pa)； 余振：： ≤ ； 6dB 方向性 (度 )： 60176。 [2] 超聲波傳感器詳細(xì)參數(shù)： 工作頻率： 40KHz177。 電容： 2020pf177。 [2] 當(dāng)在超聲波發(fā)射電路輸入端輸入 VPP=5V， Vmin=0V 的方波信號(hào)時(shí)，超聲波發(fā)射電路輸出端能輸出 VPP=100V~150V， f=40KHZ 的一個(gè)激勵(lì)信號(hào)。超聲波發(fā)射電路包括升壓激勵(lì)模
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