Разработване на цифрово ултразвуково устройство за измерване на разстояние
Състав на веригата и принцип на работа на ултразвуков далекомер
Ултразвуковият далекомер се състои от верига за генериране на ултразвук, верига за усилване на ултразвуково приемане, верига за броене и показване.
Верига за генериране на ултразвук
Схема за генериране на ултразвукови вълни. Двойният таймер EN556 (U2b) образува моностабилен тригер. R6 и C6 образуват диференциална верига, която функционира по следния начин: когато се натисне бутон S2, ниското ниво се превръща в положителен и отрицателен пиков импулс, който се получава през VD1 и задейства обръщането на моностабилния тригер. Продължителността на високо ниво на моностабилния флип изход е приблизително 1 ms, т.е. tw ≈ 1.1R5C5 ≈ 1 ms. EN556 (U2n) образува мултихармоничен осцилатор с честота на трептене f1=1/T1 ≈ 1/{0.7 [(R1+R2)+2 (R{{ 23}}R4)] C3 ≈ 40kHz
Контрол на изходното ниво на генератора. Когато моностабилният тригер изведе високо ниво, мултихармоничният осцилатор осцилира и щифт 5 на EN556 извежда приблизително 40 правоъгълни импулса с честота 40kHz и работен цикъл около 50%. Като се има предвид нестабилността на началното стъпало на мултихармоничния осцилатор, за вход са предназначени по-голям брой m-импулси. Ако броят на изходните импулси е твърде малък, интензитетът на излъчване ще бъде нисък и разстоянието на измерване ще бъде кратко. Сонда за сензор за влажност, електрическа нагревателна тръба от неръждаема стомана PT100 сензор, нагревател от лят алуминий, електромагнитен вентил за течност на нагревателната намотка, но с твърде много импулси и дълга продължителност на емисиите. Когато разстоянието до измервания обект е близко, импулсната поредица не е излъчена напълно, което кара ехото, генерирано от първия излъчен импулс, да достигне приемащия край, което влияе върху резултатите от измерването на разстоянието и увеличава сляпото петно на измерването на разстоянието. U1a~U1e на 74HC04 (U1) образува верига за задвижване на ултразвуков импулс, която може да увеличи амплитудата на импулсното напрежение, управляващо сензора за ултразвуково предаване, ефективно да извърши електрическо/акустично преобразуване, да подобри способността за излъчване на ултразвукови вълни и да увеличи измерването разстояние. Един път на импулсната поредица от 40kHz се обръща през U1a и след това се обръща през инвертор, свързан паралелно с U1b и U1e; Другият маршрут се обръща от инвертор, свързан паралелно с U1c и U1d на юг.
