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超声波接近探测器

更新时间:2017-8-7 11:09:01    阅读:389    分享此文章:
超声波接近探测器,用超声波压电陶瓷换能器,工作在40kHz的匹配对,组成发射和接收网络,外加电源构成的超声波接近探测器。

这种能探测人身接近的装置,有广泛的用途,例如在展厅的展台上,当对产品感兴趣的参展者接近产品展台时,可立即自动触发播放预先录制好介绍所展产品的音/视频信息。也可用于为确保安全,防止闲人靠近的安防场所等。

 

图1是发射电路,该电路由CMOS时基电路IC7555(IC1)组成超声波发射器。由7555和外接元件构成一种双稳态多谐振荡器,用电位器UR1调整频率,调整到超声压电陶瓷发射的40kHz谐振频率。T1、T2互补对管组成换能器TX1的缓冲激励器.激励TX1定向发射超声波。因换能器吸收了IC1的峰值电流,所以电路振荡十分稳定。

 

图2是接收电路,为了可靠吸收人体接近反射的微弱超声波信号,接收电路的前置级.由N1、N2组成两级高增益放大器,预先对超声波接收换能器RX1,所接收的超声波反射信号进行放大(每级增益的80倍)。放大输出信号经D1检波后,进入由C5和R10组成的滤波电路,旁路掉超声区域内环境瞬时噪声(杂波)和40kHz超声波基频,只取出反射信号的负电平。

该负电平送至由N3组成的比较器反相输入端,与正相端基准电平比较后,输出正脉冲。也即将不太规则的反射信号,整形成很规整的触发脉冲信号,同时LED1点亮。

利用该脉冲.可触发定时器或单稳态电路,转换成所需的宽脉冲控制信号,去控制相应的如前所述的应用场合。     这里的N1、N2,N3采用四运放LM324,不仅价格低、性能好;开环增益高、带宽、偏置电流小,而且可单电源工作。也可采用CA3130或CA3140等单运放。

所述电路采用印制板(PCB)安装,试制时可采用市上常见的万用试验PCB板.最好选用焊盘孔距为2.54mm的标准型,以便插接集成芯片工作。但发射和接收电路应配合互校,方法是首先相对调准发射接收频率(调VR1),逐渐拉开距离调校,达到最佳匹配;然后调整超声发射信号,选取经特定位置的接近者,反射接收后的信号最大、干扰最小的最佳接收位置。

 

图3是T1、T2引脚配置图.图4是超声压电陶瓷换能器(40kHz)的安装示意图。

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