超声波测距仪的制作

文章摘要： 这里介绍一款国外的不使用单片机的超声波测距仪。本超声波测距仪通过测量超声波发射到反射回来的时间差来测量与被测物体的距离。可以测量0.35-10m的距离。实物图如下： 原理图如下： 一、电路原理 1 超声波发射电路 由两块555集成电路组成。IC1（555）组成超声波脉冲信号发生器，工作周期计算公式如下，实际电路中由于元器件等误差，会有一些差别。 条件: RA =9.1MΩ、 RB=150KΩ、 C=0.01μFTL = 0.69 x RB x C = 0.69 x 150 x 103 x 0.01 x 10-6 = 1 msec TH =

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      这里介绍一款国外的不使用单片机的超声波测距仪。本超声波测距仪通过测量超声波发射到反射回来的时间差来测量与被测物体的距离。可以测量0.35-10m的距离。实物图如下：

 
     原理图如下：

     一、电路原理

     1 超声波发射电路

     由两块555集成电路组成。IC1（555）组成超声波脉冲信号发生器，工作周期计算公式如下，实际电路中由于元器件等误差，会有一些差别。

 
条件: RA =9.1MΩ、 RB=150KΩ、 C=0.01μF
TL = 0.69 x RB x C 
 = 0.69 x 150 x 10³ x 0.01 x 10^-6  = 1 msec  
 
TH  = 0.69 x (RA + RB) x C 
 = 0.69 x 9250 x 10³ x 0.01 x 10^-6  = 64 msec

    IC2组成超声波载波信号发生器。由IC1输出的脉冲信号控制，输出1ms频率40kHz，占空比50％的脉冲，停止64ms。计算公式如下：

 
条件: RA =1.5KΩ、 RB=15KΩ、 C=1000pF
TL = 0.69 x RB x C 
 = 0.69 x 15 x 10³ x 1000 x 10^-12  = 10μsec  
 
TH  = 0.69 x (RA + RB) x C 
 = 0.69 x 16.5 x 10³ x 1000 x 10^-12  = 11μsec  
 
f = 1/(TL + TH) 
 = 1/((10.35 + 11.39) x 10^-6)  = 46.0 KHz
IC3（CD4069）组成超声波发射头驱动电路。

      2 超声波接收电路

 
        超声波接收头和IC4组成超声波信号的检测和放大。反射回来的超声波信号经IC4的2级放大1000倍（60dB），第1级放大100倍（40dB），第2级放大10倍（20dB）。   由于一般的运算放大器需要正、负对称电源，而该装置电源用的是单电源（9V）供电，为保证其可靠工作，这里用R10和R11进行分压，这时在IC4的同相端有4.5V的中点电压，这样可以保证放大的交流信号的质量，不至于产生信号失真。

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