超聲波多普勒測管道流速流量的發(fā)射接收電路以及其信號處理等設(shè)計(jì)(存儲版)
【正文】 式（4－8）令，顯然采用乘法器解調(diào)，混頻后的信號主要是多普勒頻移(一般不超過15KHz)和2MHz左右的和頻信號及高次諧波，因此只需要用低通濾波器濾除掉高頻信號就可以得到所需要的多普勒頻移信號。電路采用運(yùn)放構(gòu)成反向放大器，為進(jìn)一步對高頻信號進(jìn)行衰減，在每級放大電路的反饋電阻上并聯(lián)了一個(gè)小電容，放大電路的增益為： 式（4－10）令，則對每一級放大電路其幅頻特性相同，則兩級放大電路幅頻特性為： 式（4－11）上限截止頻率為： 式（4－12）對于多普勒頻移信號，其頻率較低，增益近似為：，對于其中的高頻信號，反饋電阻所并聯(lián)的電容阻抗較小，放大電路的增益也較小。在本系統(tǒng)中所要采集的是多普勒頻移信號，其頻率不大于15KHz，為滿足采樣定理，要求采樣頻率應(yīng)在30KHz以上。 A/D轉(zhuǎn)換時(shí)序在采用周期圖譜分析法時(shí)，A/D的采樣頻率所引起的測量誤差為： 式（4－13）式中，為信號頻率；為測量到的信號頻率；為頻率分辨率；為采樣頻率。由于系統(tǒng)采用單片機(jī)作為運(yùn)算和存儲單元，其運(yùn)算速度和存儲空間有限，因此采樣點(diǎn)數(shù)的增加是有限的。在時(shí)鐘的上升沿時(shí)，A/D開始進(jìn)行轉(zhuǎn)換，當(dāng)在時(shí)鐘的下降沿時(shí)，即可讀取電壓轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)。精度與系統(tǒng)中所測量控制的信號范圍有關(guān)，轉(zhuǎn)換器位數(shù)應(yīng)該比總精度要求的最低分辨率高一位。 低通濾波器特性曲線 信號放大電路經(jīng)過解調(diào)和濾波之后的多普勒頻移信號為微弱信號，幅度在十幾到幾十毫伏，因此在送入A/D轉(zhuǎn)換電路之前需要進(jìn)行放大。根據(jù)式(4－2)，適當(dāng)選取電感與電容，可滿足電路的選頻要求。正弦波振蕩電路通過自激產(chǎn)生振蕩，它由放大電路和正反饋網(wǎng)絡(luò)兩部分組成的，為了得到單一頻率的正弦波，并且使振蕩電路穩(wěn)定工作，電路中還應(yīng)包含選頻網(wǎng)絡(luò)和穩(wěn)幅環(huán)節(jié)，選頻網(wǎng)絡(luò)用以從很寬的頻率中選擇單一頻率的信號送到放大器輸入端，而將其他頻率的信號進(jìn)行衰減，穩(wěn)幅環(huán)節(jié)用以穩(wěn)定振蕩的幅度，抑制振蕩中產(chǎn)生的諧波。 多普勒法測量原理，是依據(jù)聲波中的多普勒效應(yīng)，檢測其多普勒頻率差。3）超聲波換能器晶
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