【正文】 ，屏幕上就顯示出了被測信號在不同頻率上的幅度，將不同頻率上信號的幅度記錄下來，就得到了被測 信號的頻譜。檢波后的信號被視頻放大器進(jìn)行放大，然后顯示出來。具有這種功能的電路稱為變頻器（或混頻器）。 圖 311 內(nèi)部功能原理 框圖 圖 312 是內(nèi)部等效電路 表 1 是 NE555 的極限參數(shù)，不同的封裝形式及不同的生產(chǎn)廠商的器件這些參數(shù)不盡相同，極限參數(shù)是指在不損壞器件的情況下，廠商保證的界限，并非可以工作的條件，如果超過某一環(huán)境下使用，其間的安全性將不會得到保證，這使用中應(yīng)加以注意。輸出端為 F，另外還有集電極開路的放電管 DIS。 NE555的內(nèi)部中心電路是三極管 Q15 和 Q17 加正反饋組成的 RS 觸發(fā)器。 NE555 屬于 CMOS 工藝制造，下面我將對其進(jìn)行介紹。其他 HA1755 LM55 CA555 分屬不同的公司生產(chǎn)的產(chǎn)品。這里我們只研究軟件去抖動，實現(xiàn)方法是先查尋按鍵當(dāng)有低電平出現(xiàn) 時立 即延時 10~200 毫秒以避開抖動（經(jīng)典值為 20 毫秒），延時結(jié)束后再讀一次I/O 口的值，這一次的值如果為 1 表示低電平的時間不到 10~200 毫秒，視為良好。目前的技術(shù)有硬件去抖動和軟件去抖動，硬件去抖動就是用部分電路對抖動部分加之處理，但是實現(xiàn)的難度較大又會提高了成本。這種抖動一般在 10~200 毫秒之間，這種不穩(wěn)定電平的抖動時間對于人來說太快了，而對于時鐘是微秒級的單片機而言則是慢長的。 值得注意的事，在用單片機對鍵盤處理的時候涉及到了一個重要的過程，那就是鍵盤的去抖動。按鍵釋放后，單片機內(nèi)部的上拉電阻使I/O 口仍然保持高電平。例如，將常開按鍵的一端接地，另一端接一個 I/O 口，程序開始時將此 I/O 口置于高電平，平時無鍵按下時 I/O 口保護(hù)高電平。占用的I/O 口數(shù)最大為 4 條。 我以鍵盤的數(shù)目來選擇鍵盤最適合的接法和最佳的編程方法，對各鍵盤接口的方法的優(yōu)缺點加以說明。鍵盤接口的原理與應(yīng)用許多的教材都有介紹，但通常各有各的方法，各有各的優(yōu)劣。 /*/顯示位置 */ //ENABLE(0X80)。 /*/開顯示 */ ENABLE(0X0c)。 /*/清除屏幕 */ ENABLE(0X01)。 _nop_()。 _nop_()。 _nop_()。 _nop_()。 _nop_()。 _nop_()。 _nop_()。 _nop_()。_nop_()。 _nop_()。 _nop_()。 _nop_()。 }while(i!=0)。0x80)==0) { break。 E=1。 RS=0。 圖 39單片機與 LCD 的連接電路 void test_busy(void) { uchar i=1。 指令 10：寫數(shù)據(jù) 指令 11：讀數(shù)據(jù) 液晶顯示模塊是一個慢顯示器件，所以在執(zhí)行每條指令之前一定要確認(rèn)模塊的忙標(biāo)志為低電平，表示不忙，否則此指令失效。高電平表示有效，低電平則無效 指令 4：顯示開關(guān)控制。 它的讀寫操作、 屏幕和光標(biāo)的操作都是通過指令編程來實現(xiàn)的。 第 7～ 14 腳： D0～ D7 為 8 位雙向數(shù)據(jù)線。當(dāng) RS 和 RW 共同為低電平時可以寫入指令或者顯示地址，當(dāng) RS 為低電平 RW 為高電平時可以讀忙信號，當(dāng) RS 為高電平 RW 為低電平時可以寫入數(shù)據(jù)時可以讀忙信號，當(dāng) RS 為高電平 RW 為低電平時可以寫入數(shù)據(jù)。 圖 38 ADC0831 的工作時序 單片機與鍵盤、 LCD 的連接電路的設(shè)計 利用啟點開發(fā)板可以很容易的完成 LCD 顯示 ,具體如下 : 1602 采用標(biāo)準(zhǔn)的 14 腳接口 ， 其中 : 第 1 腳： VSS 為地電源 第 2 腳： VDD 接 5V正電源 第 3 腳： V0 為液晶顯示器對比度調(diào)整端，接正電源時對比度最弱，接地電源時對比度最高，對比度過高時會產(chǎn)生“鬼影”，使用時可以通過一個 10K 的電位器調(diào)整對比度 第 4 腳： RS 為寄存器選擇，高電平時選擇數(shù)據(jù)寄存器、低電平時選擇指令寄存器。 A/D 轉(zhuǎn)換芯片 ADC0831，其工作電壓為 +5V，采用逐次逼近式轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)，轉(zhuǎn)換時間與單片機的時鐘頻率有關(guān)。 A/D轉(zhuǎn)換一開始，芯片內(nèi)部就立即將結(jié)束標(biāo)志 EOC 變?yōu)榈碗娖?，?dāng)從 CP（ CLOCK）引入 8 個時鐘脈沖信號后， A/D 轉(zhuǎn)換即告完成，此時 EOC 變?yōu)楦唠娖?，同時將數(shù)碼寄存器的轉(zhuǎn)換結(jié)果輸入到輸出三態(tài)緩沖器中，在允許輸出信號 OE的控制下，在將轉(zhuǎn)換結(jié)果輸出。 圖 37 精密檢波電路 A/D 轉(zhuǎn)換電路 A/D 轉(zhuǎn)換器有并口輸出 ADC0809 和串行口輸出 ADC0831 A/D0809 的工作過程大致為：首先輸入地址選擇信號，在 ALE 信號作用下，地址信號被鎖存，產(chǎn)生譯碼信號，選中模擬量輸入。設(shè) D2 導(dǎo)通時檢波器的反饋系數(shù)為 F，則這種精密檢波器的內(nèi)阻和溫度系數(shù)為普通檢波器的 1/(Go1 由于運放的開環(huán)增益 Go1 很高，因此當(dāng)輸入信號為正時，只要 Usr≥ UD/Go1,就會使 D2 導(dǎo)通，而且 D2 一旦導(dǎo)通，放大器就處于深度的閉環(huán)狀態(tài)，非線性失真非常小，從小信號開始，輸入和輸出之間就是具有良好的線性關(guān)系。 綜上所述，上圖的傳輸特性為 Use=0(Usr0)。所以 Usc=0。 如 圖 37 所示：當(dāng) Usr 為負(fù)時，經(jīng)放大器反相， Usc0， D2截止， D1 導(dǎo)通。用運算放大器構(gòu)成的精密檢波器，能克服普通二極管的缺陷，得到與理想二極管接近的檢波性能。 精密檢波電路 用普通檢波二極管作檢波器時，由于其正向伏安特性不是線性的，因此在小信號下，檢波失真相當(dāng)嚴(yán)重。 正弦穩(wěn)態(tài)時的電壓轉(zhuǎn)移函數(shù)可寫成 222 )(1)1()1()()1(2)(????????PPPjQKRCjRCjjRCjH?????? （ ） 其幅頻函數(shù)為 ： 222 )(1)1(12)(???????PPPQKRCRCjH?????? （ ） 由上式可見 ： 當(dāng) 0?? 時， 0)0( ?jH 當(dāng) ??? 時， 0)( ??jH 當(dāng)01 ??? ??? RCP時， 2)( 0 ?? KjH ? 其幅頻特性如圖 36所示。Vs；功耗 1000mW； 封裝形式：如圖 33所示 ； 圖 33 NE5532/A 封裝 圖 前置放大電路 ：如圖 34所示 圖 34 前置放大電路 帶通濾波器 二階有源 RC 帶通濾波器 （ 1）二階有源 RC 帶通濾波器的幅頻特性 圖 35所示電路為二階有源 RC 帶通濾波器，運算放大器構(gòu)成同相放大器，其閉環(huán)增益為 411 ??? RRA F ， (利用這一點可以判斷運算放大器工作是否正常 )。22V電源；差模電壓 177。 運算放大器 NE5532/A 具有雙電路、低漂移、低功耗、低噪聲及體積小等特點，其 特性 是 ：輸入失調(diào)電壓 500μV；溫度漂移 5μV/℃ ；偏置電流 200nA；增益帶寬積 GB=10MHz；轉(zhuǎn)換速率 9V/μS；噪聲 5nV/√HZ（ 1KHz）；消耗電流 8mA；177。 前置放大電路 由于超聲波信號十分微弱，一般都是毫伏級，有的甚至是微伏級，所以必須經(jīng)過前置放大器的放大，才能在示波器顯示或記錄其波形。主要取決于制造晶片本身。醫(yī)療用的超聲探頭的溫度比較高，需要單獨的制冷設(shè)備。 （ 2）工作溫度。工作頻率就是壓電晶片的共振頻率。晶片的大小，如直徑和厚度也各不相同，因此每個探頭的性能是不同的，我們使用前必須預(yù)先了解它的性能。 超聲探頭的核心是其塑料外套或者金屬外套中的一塊壓電晶片。小功率超聲探頭多作探測作用。超聲波是一種振動頻率高于聲波的機械波，由換能晶片在電壓的激勵下發(fā)生振動產(chǎn)生的，它具有頻率高、波長短、繞射現(xiàn)象小，特別是方向性好、能夠成為射線而定向傳播等特點。傳感器信號經(jīng)過放大濾波以后 ,一路交由 單片機 處理 ,另一路通過降頻轉(zhuǎn)化為可聽聲。音頻處理電路由本振電路、混頻器、功率驅(qū)動電路組成。系統(tǒng)分為模擬和數(shù)字兩部分 ,模擬部分包括信號放大電路和音頻處理電路等。這樣選擇可以增加 系統(tǒng)靈敏度。所以要檢測出在惡劣環(huán)境 下的氣體泄漏所發(fā)出的超聲 ,必須對系統(tǒng)信號放大部分進(jìn)行精心的設(shè)計。通過以上分析得出 :只要能檢測出距離泄漏點一定距離的超聲波在某一個頻率點的強度 ,再給出泄漏系統(tǒng)內(nèi)外 壓力 ,就可以估算出氣體泄漏量 。K= ,對于空氣 ,k=,則 K=。σ ＝ P0/P。P0 為環(huán)境大氣絕對壓力 。 當(dāng)系統(tǒng)內(nèi)外壓力一定時 ， 對于不同的泄漏孔 ， 它的泄漏流速都是一定的 ， 可以用公式 （ ） 來表示 : 112 / ( 1 ) /( ) / 8 1()0 K k kV K p R T??????????? ??? ?? ????? （ ） 式中 ,V 為氣體流速 。在工業(yè)上 ,對于管道氣體 ,由于有源源不斷的氣體補給 ,管道里面的氣壓一般都是恒定值。對于該泄漏孔 ,由于它的力學(xué)平均直徑是確定的 ,所以這時雷諾數(shù)與氣體泄漏量成正比關(guān)系。D為力學(xué)平均直徑。μ 為粘度 。當(dāng)泄漏孔的雷諾數(shù)用式 (2)表示時 ,在 40kHz 點聲壓與雷諾數(shù)之間的關(guān)系如圖 22所示。但是在同一頻 率點 ,對于形狀相同的泄漏孔 ,泄漏所產(chǎn)生的超聲波的聲強隨泄漏量的增大而增大。比如 :在一定的泄漏孔徑和壓力下 ,如果 泄漏超聲波 的頻譜峰值是在 38kHz 點 ,那么加大孔徑以后它的頻譜峰值可能出現(xiàn)在 36kHz 點 。在不同的頻率點 ,超聲波的能量是不同的。 由此可知 , 在與泄漏孔的距離一定時 ,泄漏超聲的聲壓級是隨泄漏孔尺寸和系統(tǒng)壓力的變化而變化的。P0 為環(huán)境大氣絕對壓力 。D 為噴口直徑 (單位 :mm)。泄漏駐點壓力 P與泄漏孔口直徑 D決定了湍流聲的 聲壓級 L。因此 ,超聲波被認(rèn)為是一種方向性很強的信號 ,用此信號判斷泄漏位置相當(dāng)簡單。聲波振動的頻率與漏孔尺寸有關(guān) ,漏孔較大時人耳可聽到漏氣聲 ,漏孔很小且聲波頻率大于 20kHz 時 ,人耳就聽不到了 ,但它們能在空氣中傳播 ,被稱作空載超聲波。 2 氣體泄漏檢測的設(shè)計原理 氣體泄漏產(chǎn)生超聲波 如果一個容器內(nèi)充滿氣體 ,當(dāng)其內(nèi)部壓強大于外部壓強時 ,由于內(nèi)外壓差較大 ,一旦容器有漏孔 ,氣體就會從漏孔沖出。利用超聲波檢測氣體泄漏位置 ,不僅方法簡單 ,而且準(zhǔn)確可靠。 由于 傳統(tǒng)的泄漏檢測方法如絕對壓力法、壓差法、氣泡法等 ,操作復(fù)雜并且對技術(shù)人員要求較高 ,而且不具有 實時性。檢測器的數(shù)據(jù)處理單元便可通過計算探頭接收到的兩組反射波的時間差乘以超聲波傳播的速度，得出管道的實際壁厚。反射回的超聲波，再通過傳感器（探頭）接收回來，經(jīng)過信號放大，顯示出來波形。 圖 13 壓差法測量原理圖 壓差法與絕對壓力法類似，都是通過測量壓力變化值間接地測量泄漏率值。 圖 12 測量壓力 時間曲線 方案二 壓差法 壓差法測量原理見圖 13。壓力傳感器將穩(wěn)定階段結(jié)束 (測量階段開始 )前的壓力值設(shè)定為一個測量的零點； 測量：在規(guī)定的測量時間內(nèi)，檢測系統(tǒng)檢出壓力的變化值 ΔP ，與設(shè)定的壓力變化極限值進(jìn)行比較，從而做出合格或不合格的判定； 排氣：測量結(jié)束后將測試件內(nèi)部氣體排入大氣中。 1 方案的選擇與論證 方案一 絕對壓力法 絕對壓力法測量系統(tǒng)如圖 11所示，由氣源、空氣過濾器、壓力表、充氣閥、壓力傳感器等部分組成。試漏檢查 儀的出現(xiàn)使得零部件的泄漏在線檢測成為可能，采用這種裝置可滿足批量生產(chǎn)中對零部件泄漏情況檢測的要求，大幅提高產(chǎn)品的品質(zhì)質(zhì)量。 泄漏檢查儀的出現(xiàn)為以上問題提供了一個較好的解決辦法，它使得泄漏檢測過程更加便捷，測量結(jié)果也更為可靠。 隨著技術(shù)的進(jìn)步及檢測方法的改善，所謂 “ 絕對不漏 ” 或 “ 無泄漏 ” 只是一個數(shù)量上的概念，這一觀念，已被人們所接受。 Divulges the ultrasonic wave 目 錄 引言 ???????????????????????????? 1 1 方 案 的 選 擇 與 論證 … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … 1 方案一 ……………………………………………………………………………… 1 1 . 1 . 1 絕 對 壓 力法 …………………………………… …………………………………… 1 方案二 …………