超声波电路设计与制造
超声波测距电子电路设计详解
超声波测距电子电路设计详解在自主行走机器人系统中，机器人要实现在未知和不确定环境下行走，必须实时采集环境信息，以实现避障和导航，这必须依靠能实现感知环境信息的传感器系统来实现。
视觉、红外、激光、超声波等传感器都在行走机器人中得到广泛应用。
由于超声波测距方法设备简单、价格便宜、体积小、设计简单、易于做到实时控制，并且在测量距离、测量精度等方面能达到工业实用的要求，因此得到了广泛的应用。
本文所介绍的机器人采用三方超声波测距系统，该系统可为机器人识别其运动的前方、左方和右方环境而提供关于运动距离的信息。
超声波测距原理超声波发生器内部由两个压电片和一个共振板组成。
当它的两极外加脉冲信号，且其频率等于压电晶片的固有振荡频率时，压电晶片将会发生共振，并带动共振板振动，便产生超声波。
反之，如果两极间未加外电压，当共振板接收到超声波时，就成为超声波接收器。
超声波测距一般有两种方法：①取输出脉冲的平均电压值，该电压与距离成正比，测量电压即可测量距离；②测量输出脉冲的宽度，即发射超声波与接收超声波的时间间隔t，根据被测距离s=vt？2来得到测量距离，由于超声波速度v与温度有关，所以如果温度变化比较大，应通过温度补偿的方法加以校正。
本测量系统采用第二种方法，由于测量精度要求不是特别高，所以可以认为温度基本不变。
本系统以PIC16F877单片机为核心，通过软件编程实现其对外围电路的实时控制，并提供给外围电路所需的信号，包括频率振动信号、数据处理信号等，从而简化了外围电路，且移植性好。
系统硬件电路方框图见图1。
图1 系统硬件电路方框图由于本系统只需要清楚机器人前方、左方、右方是否有障碍物，并不需要知道障碍物与机器人的具体距离，因此不需要显示电路，只需要设定一距离阀值，使障碍物与机器人的距离达到某一值时，单片机控制机器人电机停转，这可通过软件编程实现。
超声波发射电路超声波发射电路以PIC16F877为核心，当单片机上电时，单片机从RA0口产生40kHz的超声波信号，但是此时该信号无法通过与非门进入放大电路使超声波发射头发射超声波，只有闭合开关S1时，从RA1口发射出一门控信号，该信号的频率为4kHz，同时启动单片机内部的定时器TMR1，开始计数。
超声波电源的设计
超声波电源的设计超声波设备通常需要稳定的直流电源来驱动超声波发生器和传感器。
因此，超声波电源的设计需要满足以下要求：1.工作电压和电流：根据超声波设备的工作需求，确定适当的工作电压和电流。
一般来说，超声波设备的工作电压在10V到100V之间，电流在0.1A到1A之间。
2.稳定性：超声波电源需要提供稳定的电压和电流输出，以确保超声波设备的正常工作。
为了实现稳定性，可以采用电压稳压器、电流稳流器等电路设计。
3.过载和短路保护：超声波设备可能会遇到过载和短路情况，因此超声波电源需要具备过载和短路保护功能。
这通常可以通过采用过载保护电路和短路保护电路来实现。
4.效率：为了提高超声波电源的效率，可以采用高效率的功率变换器来降低能耗。
常用的功率变换器包括开关电源和开关模式电源等。
5.纹波和噪声：超声波电源需要降低输出电压和电流的纹波和噪声水平，以确保超声波设备的正常工作。
可以采用滤波器等电路设计来降低纹波和噪声。
6.温度保护：超声波电源需要具备温度保护功能，以防止过热损坏。
可以采取过温保护电路设计来实现温度保护。
1.分析超声波设备的工作需求，确定电源的工作电压、电流和其他特性。
2.设计电源的基本电路，包括整流电路、滤波电路、稳压电路和保护电路等。
3.选择适当的元器件，包括整流器、滤波电容、稳压器、保护元件等。
在选择元器件时，需要考虑其工作电压、电流以及供应商的信誉度。
4.进行电路仿真和优化，以确保电源设计的稳定性、效率和可靠性。
5.进行实验验证，测试电源的性能和可靠性。
6.优化设计并进行样机制作，最终完成超声波电源的设计。
总之，超声波电源的设计需要综合考虑超声波设备的工作需求，通过合理的电路设计和元器件选择，以实现稳定、高效、可靠的电源供应。
超声波电源驱动电路的设计
超声波换能器驱动电路的设计
壹
针对过流产生时，设计的软件和硬件电路双重封锁PWM信号。 创新点： 创新点： 1 2 解释： 解释： 硬件电路上双重控制PWM 信号。当没有过流发生时， EXB841的5引脚不输出故 障信号，此时5引脚输出 的是高电平，三极管VA0 不导通，此时，与门1引 脚为高电平，由单片机产 生的PWM使三极管VA1导 3 通，此时，与门2引脚为 高电平，与门输出高
贰
针对EXB841芯片内部提供的-5V负偏压不足重新设计的电路。 创新点： 创新点： 解释： 解释： EXB841使用单一的20V电 源产生+15V和-5V偏压。 在高电压大电流条件下， 开关管通断会产生干扰， 使截止的IGBT误导通，针 对负偏压不足的问题，设 计了外部负栅压成型电路， 用外接8V稳压管VA9代替 了EXB841芯片内部的5V VA9为8V稳压管 稳压管。电源电压升为 24V。
超声波换能器驱动电路的设计
EXB841芯片简介
EXB841芯片包含正常开通过程、正常关断过程和过流保护动作三项功能. 当1 4和15两脚 间外加PWM控制信号时候，15和14脚有10mA ～ 25mA，在GE两端产生约15v ～ 18v的 IGBT开通电压；当触发控制脉冲电压撤消时，在GE两端产生约-5.1 V的IGBT关断电压. 过流保护动作过程是根据IGBT的CE极间电压Uce的大小判定是否过流而进行保护的，
超声波换能器驱动电路的设计
壹
针对过流产生时，设计的软件和硬件电路双重封锁PWM信号。 创新点： 创新点： 1 2 解释： 解释： 电平，三极管VA2导通， 驱动EXB841芯片工作， 当出现过流时，5引脚输 出故障信号，一路信号输 出至触发器S端，此时，S 端为高电平，Q端输出高 电平，使三极管VA0导通， 此时，与门1引脚为低电 3 平； 另一路信号，输至单 片机，经过单片机
超声波清洗电路设计
超声波清洗电路设计随着科技的不断进步，超声波清洗技术被广泛应用于各个领域，如医疗、汽车制造、电子设备等。
超声波清洗具有高效、快速、无污染等特点，成为了许多行业中不可或缺的工艺。
而超声波清洗的核心就是超声波清洗电路的设计与实现。
超声波清洗电路主要包括发射电路和接收电路两部分。
发射电路负责产生超声波信号，而接收电路则负责接收被清洗物体的回波信号。
在设计超声波清洗电路时，需要考虑到以下几个关键因素：频率选择、功率控制、传输介质和保护电路。
频率选择是超声波清洗电路设计中的重要考虑因素。
一般来说，超声波的频率范围在20kHz至100kHz之间，不同应用领域的超声波清洗设备所采用的频率有所不同。
选择合适的频率可以提高清洗效果，并且避免对被清洗物体造成损伤。
功率控制是超声波清洗电路设计中的另一个关键问题。
超声波清洗设备需要控制输出功率，以确保清洗效果的同时避免对被清洗物体造成损坏。
功率控制可以通过控制电压、电流或脉冲宽度来实现，需要根据具体的应用需求来进行相应的调节。
传输介质也是超声波清洗电路设计中需要考虑的因素之一。
超声波在传输过程中需要通过介质来传播，常用的传输介质包括水、溶液等。
设计时需要选择合适的介质，并考虑介质的特性对超声波传输的影响，以确保清洗效果的同时提高传输效率。
保护电路也是超声波清洗电路设计中不可忽视的一部分。
超声波清洗设备在工作过程中可能会遇到各种问题，如过电流、过压等。
因此，设计时需要考虑加入相应的保护电路，以保证设备的安全稳定运行。
在实际的超声波清洗电路设计中，还需要考虑电路的布局、元件的选择以及信号的放大和滤波等问题。
合理的电路布局可以减少电磁干扰，提高电路的稳定性。
选择合适的元件和进行信号的放大和滤波可以提高清洗效果和信号的稳定性。
超声波清洗电路设计是超声波清洗技术能够正常运行的关键。
通过合理的设计和实施，可以实现高效、快速、无污染的清洗效果。
未来，随着科技的不断发展，超声波清洗电路设计将会越来越成熟，为各个领域带来更多的便利和效益。
超声波电路设计指导
超声波电路设计指导1．超声波发射电路τ图1 发射电路T IRFP840 耐压500V以上，额定功率10W以上的场效应管U1 IR4426注1电源电压用12V。
U1极忌长时间导通。
在U1与T之间可以插入限流电阻保护U1，电阻不宜大，否则输出脉冲边沿会变得过缓；在正常工作状态，U1只在极短时内导通，即使无限流电阻也不致损坏。
R1 50K~1MΩ电阻取值与两次发射的最小间隔时间有关，间隔越长则回路充放电时间可越长，R1可以越大。
建议取1MΩ，以便减小250V电源的输出电流。
C1 1000pF/1000V 高压瓷片电容RL 510Ω注1：若使用IR4427，应当注意其输入输出波形不反相，所以在本电路中输入使用正脉冲信号。
简要工作原理如下。
当T截止时，250V电压源通过R1和RL向C1充电。
一般认为，持续充电时间大于5倍的回路充放电常数，则C1两端电压能基本达到250V，为驱动超声波发射做好准备。
当T瞬时导通，T、C1和RL构成放电回路。
超声波传感器的阻抗约为50Ω，故C1中的电荷被快速释放，在超声波传感器上形成一个负向冲击脉冲，脉冲宽度约为0.5~1.5us。
图2 超声波传感器上信号波形示意2．超声波接收电路限幅限幅放大检波后级放大比较或1N60图3 接收电路图3中：（1）R1、R2取值一般为100~300Ω，与后级放大器输入阻抗大小有关。
（2）Ci不宜太大，否则超声波发射后电路会有一段时间无法正常接收回波信号，故一般可小于0.1uF；也不宜太小，否则信号损耗会比较大。
（3）通路上放大器的总增益应大于50dB，大于60dB则更佳。
（4）检波电路时间常数的选取要得当，太大则造成包络展宽，太小则单个回波脉冲会被检测成多个脉冲。
可根据超声波工作频率确定，并通过观测检波输出波形加以矫正。
（5）后级放大电路中运放无需再使用AD818，推荐使用NE5532。
3．脉冲间隔测量电路请参考并分析ultrasonic.ddb中图纸。
超声波电源驱动电路的设计
超声波电源驱动电路的设计1.确定系统需求：首先需要确定超声波电源需要工作的额定频率、输出电压和输出电流等参数。
这些参数将决定后续电路设计的具体方案。
2.选取功率器件：根据系统需求选择合适的功率器件，通常可以选择MOSFET或IGBT作为功率管。
考虑到超声波电源需要驱动较高频率的超声波换能器，因此功率器件需要具备快速开关特性和低开关损耗。
3.设计驱动电路：超声波电源的驱动电路一般采用半桥或全桥拓扑。
在半桥拓扑中，一个高侧和一个低侧功率管分别连接到超声波换能器的两端。
在全桥拓扑中，两个高侧功率管和两个低侧功率管都连接到超声波换能器的两端。
这两种拓扑各有优劣，选择时需要根据具体应用需求和功率管的成本来确定。
驱动电路的设计需要考虑到对功率器件的驱动信号的控制，保证合适的开关特性和工作频率。
4.设计保护电路：超声波电源在工作过程中可能会面临过电流、过温和短路等问题，因此需要设计相应的保护电路。
一般情况下，可以通过电流传感器和温度传感器等元件来实现对超声波电源的保护。
5.设计反馈控制回路：为了使超声波电源能够稳定输出设计的电压和电流，需要设计反馈控制回路。
该回路可以通过采集输出端的电压和电流信号，并调整驱动信号来实现对输出的精确控制，实现工作参数的稳定性和精度。
6.电路仿真和优化：在设计完成后，进行电路仿真和优化以确保电路的性能和可靠性。
常用的电路仿真软件有SPICE和PSIM等。
通过仿真可以评估电路的性能指标，并对电路参数进行调整和优化。
7.PCB设计和制作：根据最终确定的电路设计方案，进行PCB板的设计和制作。
在PCB设计中需要考虑电路布局、信号传输和电磁兼容性等问题，以确保电路的稳定性和可靠性。
8.电路测试：完成PCB制作后，对电路进行测试和调试，包括输出电压、输出电流、开关频率等参数的测试。
根据测试结果可以对电路进行调整和优化。
总结：超声波电源驱动电路的设计涉及到系统需求确定、功率器件选择、驱动电路设计、保护电路设计、反馈控制回路设计、电路仿真和优化、PCB设计和制作以及电路测试等多个步骤。
《超声波测距仪电路设计》
《超声波测距仪电路设计》超声波测距仪电路设计超声波测距仪是一种常见的测距装置，它利用超声波的传播特性来测量目标物体与测距仪之间的距离。
其基本原理是利用超声波的发射和接收来计算目标物体与设备之间的距离。
超声波测距仪的电路设计包括发射电路和接收电路两部分。
1.发射电路设计超声波测距仪的发射电路主要包括发射器、脉冲发生电路和驱动电路。
发射器是将电能转换为声能的装置，一般采用压电陶瓷材料。
脉冲发生电路是用来产生发送的超声波脉冲信号的电路，常用的是555定时器芯片，通过设置合适的频率和占空比，可以实现超声波脉冲的产生。
驱动电路主要是将脉冲信号放大，并提供足够的电流和电压来驱动发射器。
2.接收电路设计超声波测距仪的接收电路主要包括接收器、放大电路和信号处理电路。
接收器是将接收到的声波信号转换为电信号的装置，常用的是压电陶瓷材料。
放大电路主要是将接收到的微弱信号放大到合适的电平，以便后续的信号处理。
信号处理电路包括滤波器和放大器，滤波器用于滤除杂散信号，放大器用于放大清晰的接收信号。
3.其他设计考虑除了发射电路和接收电路，还需要考虑一些其他设计因素。
第一，为了减小测量误差，需要加入合适的校准电路来对测量系统进行校准。
第二，为了方便使用，可以加入显示电路，将测量结果以数字或者模拟形式显示出来。
第三，为了提高抗干扰能力，可以加入滤波器和抗干扰电路来滤除干扰信号。
总之，超声波测距仪电路设计需要考虑发射电路、接收电路以及其他设计因素，合理配置各个部分的电路参数，并利用合适的元器件和电路拓扑结构，以提高测距仪的精度和稳定性。
在实际设计中，还需要考虑功耗、成本和尺寸等因素，以满足具体应用的要求。
超声波雾化电路实训报告
一、实训目的1. 了解超声波雾化器的工作原理及组成。
2. 掌握超声波雾化电路的设计与制作方法。
3. 培养动手能力和实际操作技能。
4. 提高对电子电路的调试与分析能力。
二、实训内容1. 超声波雾化器的工作原理及组成超声波雾化器是利用超声波的能量将液体雾化成微小颗粒，达到加湿、喷洒、喷雾等目的。
其主要组成部分包括：超声波换能器、变幅杆、雾化头、专用驱动电源等。
2. 超声波雾化电路的设计与制作（1）电路设计本次实训采用电容三点式振荡电路，振荡频率为1.013MHz。
电路主要由QA、L2、C1、L1、C3、C2、R1、U和WR1等元件组成。
（2）电路制作1）焊接电源变压器、FU熔断器、VT三极管、电感器等元件；2）焊接电容C1、C2、C3等；3）焊接L1、L2等电感元件；4）焊接R1、WR1等电阻元件；5）焊接U和WR1等元件；6）连接电路，检查无误后通电调试。
3. 超声波雾化电路的调试与分析（1）调整电位器WR1，观察电流表和水喷起情况，直至水雾最高及雾量最大，而电流最小；（2）观察电路工作状态，分析电路的稳定性、功耗等指标；（3）记录调试数据，分析电路性能。
三、实训结果与分析1. 超声波雾化电路成功制作，并实现稳定工作；2. 通过调试，发现电路在低功耗、高稳定性方面表现良好；3. 调试过程中，发现电路存在以下问题：（1）电流表显示电流波动较大，可能原因是电源电压不稳定；（2）雾化效果不佳，可能原因是超声波换能器性能不佳或电路设计不合理。
四、实训总结1. 通过本次实训，掌握了超声波雾化电路的设计与制作方法，提高了动手能力和实际操作技能；2. 了解超声波雾化器的工作原理及组成，为后续相关研究奠定了基础；3. 发现电路存在的问题，为改进电路性能提供了参考；4. 认识到理论与实践相结合的重要性，为今后的学习和工作积累了宝贵经验。
五、建议1. 在设计电路时，应充分考虑元件性能、电路稳定性等因素，以确保电路性能良好；2. 在制作电路过程中，应注重焊接质量，避免出现短路、开路等问题；3. 在调试电路时，应仔细观察电路工作状态，分析问题原因，并采取相应措施解决；4. 加强理论学习，提高对电子电路的认识，为今后相关研究打下坚实基础。
多频超声波换能器激励锁频及回波电路的设计与实现
多频超声波换能器激励锁频及回波电路的设计与实现多频超声波换能器激励锁频及回波电路的设计与实现导语：多频超声波换能器是一种基于超声波技术的设备，可以用于医学影像、工业检测、无损检测等多个领域。
它通过激励锁频及回波电路的设计与实现，实现了多频超声波的发射和接收功能。
本文将从设计原理、工作过程和应用实例等方面进行全面评估，旨在帮助读者全面了解多频超声波换能器的工作原理与设计方法，并探讨其在不同领域的应用前景。
一、设计原理1. 激励锁频原理多频超声波换能器通过激励锁频原理实现了多频超声波的发射。
在超声波发射过程中，通过改变激发信号的频率，可以实现不同频率的超声波的发射。
激励锁频技术通过精确控制激发信号的频率，使得超声波的频率可以精确地锁定在特定的频率上。
这样可以有效地控制超声波的频率，提高超声传感器的工作性能和成像质量。
2. 回波电路设计多频超声波换能器的回波电路设计是实现超声波接收功能的关键。
回波电路设计主要包括前端信号放大、滤波和数字化处理等环节。
在回波电路中，超声波接收到的信号首先经过前端信号放大，增强信号的强度，然后通过滤波电路进行滤波，去除杂波和干扰信号，最后进入数字化处理环节，将接收到的超声波信号转换为数字信号，以便进一步处理和分析。
二、工作过程1. 发射过程多频超声波换能器的发射过程主要包括两个步骤：激发信号的生成和超声波的发射。
在激发信号的生成过程中，通过改变激发信号的频率，使得超声波的频率可以精确地控制在特定的频率上。
通过激发信号激励换能器，产生超声波信号，并向外发射。
2. 接收过程多频超声波换能器的接收过程主要包括超声波的接收、信号的放大和数字化处理等步骤。
在超声波接收过程中，换能器接收到外界的超声波信号，并将其转化为电信号。
通过前端信号放大和滤波等环节，对接收信号进行处理和增强。
将处理后的信号进行数字化处理，以便后续的数据分析和处理。
三、应用实例1. 医学影像多频超声波换能器在医学影像中有着广泛的应用。
超声波测距电路图
超声波测距电路图 This manuscript was revised by the office on December 22, 2012超声波测距电路图超声波测距电路原理和制作由于超声波指向性强，能量消耗缓慢，在介质中传播的距离较远，因而超声波经常用于距离的测量，如测距仪和物位测量仪等都可以通过超声波来实现。
利用超声波检测往往比较迅速、方便、计算简单、易于做到实时控制，并且在测量精度方面能达到工业实用的要求，因此在移动机器人的研制上也得到了广泛的应用。
为了使移动机器人能自动避障行走，就必须装备测距系统，以使其及时获取距障碍物的距离信息（距离和方向）。
本文所介绍的三方向（前、左、右）超声波测距系统，就是为机器人了解其前方、左侧和右侧的环境而提供一个运动距离信息。
二、超声波测距原理1、超声波发生器为了研究和利用超声波，人们已经设计和制成了许多超声波发生器。
总体上讲，超声波发生器可以分为两大类：一类是用电气方式产生超声波，一类是用机械方式产生超声波。
电气方式包括压电型、磁致伸缩型和电动型等；机械方式有加尔统笛、液哨和气流旋笛等。
它们所产生的超声波的频率、功率和声波特性各不相同，因而用途也各不相同。
目前较为常用的是压电式超声波发生器。
2、压电式超声波发生器原理压电式超声波发生器实际上是利用压电晶体的谐振来工作的。
超声波发生器内部结构如图1所示，它有两个压电晶片和一个共振板。
当它的两极外加脉冲信号，其频率等于压电晶片的固有振荡频率时，压电晶片将会发生共振，并带动共振板振动，便产生超声波。
反之，如果两电极间未外加电压，当共振板接收到超声波时，将压迫压电晶片作振动，将机械能转换为电信号，这时它就成为超声波接收器了。
3、超声波测距原理超声波发射器向某一方向发射超声波，在发射时刻的同时开始计时，超声波在空气中传播，途中碰到障碍物就立即返回来，超声波接收器收到反射波就立即停止计时。
超声波在空气中的传播速度为340m/s，根据计时器记录的时间t，就可以计算出发射点距障碍物的距离(s)，即：s=340t/2图1 超声波传感器结构这就是所谓的时间差测距法。
超声波电源驱动电路的设计
结果的讨论与改进
结果讨论
在实验结果的基础上，我们对超声波电源驱动电路的性能进行了深入的讨论， 并探讨了可能影响电路性能的各种因素。
改进方案
根据实验结果和讨论，我们提出了一些改进方案，例如优化电路设计、选用更 高性能的元件、加强散热等，以提高超声波电源驱动电路的性能。
05
结论
工作总结
01
完成了超声波电源驱动电路的原理设计，实现了电 路的基本功能。
3
可以进一步拓展该电路的应用领域，例如在医疗、 环保、工业等领域中发挥更大的作用。
感谢观看
THANKS
可靠性
指超声波电源驱动电路的稳定性和寿命，是 评价电路质量的重要指标。
03
超声波电源驱动电路的设计
电路拓扑结构的选择
1 2
线性电源
输出电压与输入电压成正比，适用于对电压精度 要求高的场合。
开关电源
通过开关管控制能量传输，效率高，适用于大功 率应用。
3
脉冲宽度调制（PWM）电源 通过调节脉冲宽度来控制输出电压，具有较好的 调节性能。
优化目标
以效率、稳定性、体积和成本等为目标进行优 化。
优化方法
采用遗传算法、粒子群算法等智能优化算法进行优化。
04
实验与测试
实验设备与测试方法
实验设备
超声波电源驱动电路、超声波换能器 、信号发生器、示波器、万用表等。
测试方法
对超声波电源驱动电路进行性能测试 ，包括输出电压、电流、频率等参数 的测量，以及电路的效率、稳定性等 方面的评估。实 Nhomakorabea结果与分析
实验结果
在实验中，我们得到了超声波电源驱动电路的输出电压、电 流、频率等参数的测量结果，以及电路的效率、稳定性等方 面的评估数据。
超声波发射电路与接收电路设计_高忠义
>才智/200超声波发射电路与接收电路设计高忠义 谢玲 侯雅波 袁秀艳 高萍 白城职业技术学院 137000摘要：本设计主要采用555振荡器、RS 触发器、分频器、信号发生器、换能器等进行信号的发射，使用放大器、RS 触发器、分频器换能器等进行信号的接收。
关键词：超声波传感器；振荡器；分频器；触发器车总人数为290人，下车总人数为380人，9：00～10：00下车总人数为220人，上车总人数为190人，10：00～11：00下车总人数为190人，上车总人数为187人，11：00～12：00下车总人数为340人，上车总人数为265人，13：00～14：00下车总人数为210人，上车总人数为186人，14：00～15：00下车总人数为390人，上车总人数为270人，15：00～16：00下车总人数为190人，上车总人数为150人，16：00～17：00下车总人数为190人，上车总人数为120人，17：00～18：00下车总人数为340人，上车总人数为270人， 18：00～19：00下车总人数为260人，上车总人数为220人，19：00～20：00下车总人数为220人，上车总人数为190人，20：00～21：00下车总人数为200人，上车总人数为165人，可根据不同时段的人流量进行公交车合理调度。
如图2所示2路公交车各时间段乘客上下车情况。
图2 2路公交车各时间段乘客上下车情况在制定2路公交车发车时刻表时，考虑到公交公司的利益和公交调度方案的可行性，可将上午7：00～8：00时间段内尽量少发车，在11：00～12：00时间段的公交车由于乘客较多，可根据需要将其他时间段的公交车进行调整，以满足高峰时期乘客的出行需要，最大程度上实现了公交区位的优化，同时保证了公交公司的利益也保证了乘客的利益。
2公交线路平均站点间距的优化研究由于站点间距优化问题的复杂性，以及站距优化能带来很显著的经济和社会效益。
目前，国内外已经有许多关于公交站点间距优化的研究成果。
超声波测距仪硬件电路设计
第三章超声波测距仪硬件电路的设计3.1超声波测距仪硬件电路硬件电路可分为单片机系统及显示电路、超声波发射电路和超声波检测接收电路三局部。
3.1.1单片机系统及显示电路本系统采用AT89S52来实现对超声波传感器的控制。
单片机通过P1.0引脚经反相器来控制超声波的发送，然后单片机不停的检测INT0引脚，当INT0引脚的电平由高电平变为低电平时就认为超声波已经返回。
计数器所计的数据就是超声波所经历的时间，通过换算就可以得到传感器与障碍物之间的距离。
超声波测距的硬件示意图如图3所示：单片机采用89552或其兼容系列。
采用12MHz高精度的晶振，已获得较稳定的时钟频率，减少测量误差。
单片机用口1.0端口输出超声波换能器所需的40KHz的方波信号，利用外中断0 口检测超声波接收电路输出的返回信号。
3.1.2显示的输出显示的种类很多，从液晶显示、发光二极管显示到CRT显示器等，都可以与微机连接。
其中单片机应用系统最常用的显示是发光二极管数码显示器〔简称 LED显示器〕。
液晶显示器简LCD。
LED显示器价廉，配置灵活，与单片接口方便，LCD可显示图形，但接口较复杂本钱也较高。
该电路使用7段LED构成字型“8〃，另外还有一个发光二极管显示符号及小数点。
这种显示器分共阳极和共阴极两种。
这里采用共阳极LED 显示块的发 光二极管阳极共接，如下列图3-1所示，当某个发光二极管的阴极为低电平时， 该发光二极管亮。
它的管脚配置如下列图3-2所示。
实际上要显示各种数字和字符，只需在各段二极管的阴极上加不同的电平， 就可以得到不同的代码。
这些用来控制LED 显示的不同电平代码称为字段码〔也 称段选码〕。
如下表为七段1日口的段选码。
表3-1七段1日口的段选码 显示字符共阳极段选码 dp gfedcba显示字符 共阳极段选码dp gfedcba0 C0H A 88H 1 F9H B 83H 2 A4H C C6H 3 B0H D A1H 4 99H E 86H 5 92H F 8EH 682HP8CHVCC图3-1图3-2come d c dp com7 F8H y 91H8 80H 8. 00H9 90H “灭〃FFH本系统显示电路采用简单实用的4位共阳LED数码管，位码用PNP三极管8550驱动。
超声波传感器电路的设计及精度分析
超声波传感器电路的设计及精度分析超声波传感器是一种常见的非接触式测距传感器，广泛应用于工业控制、智能家居、自动驾驶等领域。
本文将围绕超声波传感器电路的设计和精度分析展开讨论。
一、超声波传感器的原理超声波传感器工作原理基于声是一种机械波的特性，它利用超声波在空气中的传播特性来测量目标物体与传感器之间的距离。
传感器通过发送超声波脉冲，然后接收反射的超声波，并计算出传播时间来确定距离。
二、超声波传感器电路的基本组成1. 发射电路：发射电路通常由脉冲发生器和驱动电路组成。
脉冲发生器产生超声波脉冲信号，驱动电路将脉冲信号放大并驱动超声波发射器发射声波脉冲。
2. 接收电路：接收电路接收反射的超声波信号，并将其转化为电信号。
通常由接收放大器、滤波器和解调器组成。
接收放大器将接收到的微弱信号放大，滤波器滤除杂波，解调器将信号转换为数字信号供后续处理使用。
3. 控制电路：控制电路一般包含微控制器或FPGA等，用于控制整个超声波传感器系统的工作。
它负责发射和接收的时序控制、信号处理和距离计算等功能。
三、超声波传感器电路设计要点1. 发射和接收频率的选择：超声波传感器的工作频率会直接影响测量的精度。
适宜的工作频率应根据测量距离、环境噪声以及目标物体的特性来选择。
一般来说，频率越高，测量精度越高，但传播距离会有所限制。
2. 脉冲发生器的设计：脉冲发生器的设计应考虑到输出脉冲的幅值、波形质量和占空比等因素。
可采用多种方式，如555定时器、谐振电路等来实现。
3. 放大器的选择与设计：接收到的反射信号通常很弱，需要放大后才能进行后续处理。
选择合适的放大器，注意放大倍数、带宽和噪声等参数。
4. 滤波器的设计：由于超声波传感器的接收信号中可能存在环境噪声和杂波，需要设计滤波器来去除这些干扰。
常用的滤波器包括低通滤波器和带通滤波器等。
5. 解调器的设计：解调器将接收到的超声波信号转换为数字信号供后续处理使用。
需选择合适的解调器，并考虑消除因频率差距而引起的相位差。
超声波接收电路原理
传感器与检测技术
传感器内部结构图
传感器与检测技术
作业： 请对超声波传感器的应用状况作
个调查，看看都有哪些已经在生产的产 品。然后谈谈你认为可以开发什么新产 品，说明的市场前景和工作原理。
传感器与检测技术
第19讲 超声波摇控开关电路设计制作 一、超声波简介 频率在2万赫以上的声波，具有很强的穿透 性，可用于远距离测控、超声波清洗、超声 波驱赶、无损探伤等许多领域。
传感器与检测技术
超声波驱鼠器：通过电子电路产生周期性的 超声波，攻击老鼠的听觉和神经系统，迫使 老鼠逃离现场。 音压：140db 在40KHz
传感器与检测技术
2、场效应管3DJ6
栅极 G 脚接输入信号，漏极 D脚接电 源正极，源极 S脚接输出。
电压放大倍数Au
Au
U0 Ui
gm (Rd
// RL )
传感器与检测技术
3、T/R40-16超声波传感器 当40KH的脉冲电信号输入后，由压电陶瓷激励
器和谐振片转换成机械振动，经锥形辐射器将信号 向外发射。
传感器与检测技术
超声波金属焊接原理
超声波马达
各种数码相机或摄像机镜头用超声波马达简称 USM进行对焦。
利用超声波振动能量变换成转动能量的全新原理来工 作的。
超声波马达分环形和
微型超声波马达两种。
传感器与检测技术
二、超Байду номын сангаас波发射电路原理
传感器与检测技术
三、超声波接收电路原理
传感器与检测技术
四、元件说明 1、4076芯片
超声波发射电路及接收电路图经典
超声波发射电路及接收电路图
超声波发射电路
发射电路如图3a所示;发射电路将接收到的方波脉冲信号送入乙类推挽放大电路,用其输出信号驱动CMOS管,接着将其脉冲信号加到高频脉冲变压器进行功率放大,使幅值增加到100多伏,最后将放大的脉冲方波信号加到超声波换能器上产生频率为125 kHz的超声波并将其发射出去;
超声波接收电路
接收电路由OP37构成的两级运放电路,TL082构成的二阶带通滤波电路以及LM393构成的比较电路三部分组成;因本系统频率较高,回波信号非常弱,为毫伏级,因此设计成两级放大电路,第一级放大100倍,第二级放大50倍,共放大5 000倍左右;
另外考虑到本系统要适应各种复杂的工作环境,因此设计了由TL082构成的高精度带通滤波电路,以供回波信号放大后进行进一步滤波,将滤波后的信号输入到LM393构成的比较器反相输入端,与基准电压相比较,并且对其比较输出电压进行限幅,将其电压接至D触发器,比较器将经过放大后的交流信号整形出方波信号,将其接至FPGA,启动接收模块计数,达到脉冲串设定值时,关闭计时计数器停止计数;
本文来自: DZ3W 原文网址：http://.dz3w/sch/test/0086260.html
本文来自: DZ3W 原文网址：http://.dz3w/sch/test/0086260.html。
超声波测距系统的电路设计
超声波测距系统的电路设计摘要：本论文介绍了一种使用超声波进行测距的电路设计，该设计使用脉冲回波法来测量物体与传感器之间的距离。
所设计的电路包括发射电路、接收电路、时钟电路和信号处理电路。
经过实验验证，该设计能够高精度测量物体距离。
关键词：超声波，测距，脉冲回波法，电路引言随着现代技术的不断更新迭代，对于测量精度的要求也越来越高。
传统的测距方法都有其局限性，例如光电式测距存在环境干扰的问题，激光测距则需要比较昂贵的设备，在这种情况下，超声波测距成为了一种可靠、廉价、精度高的测距方法。
超声波测距是一种基于超声波波速和传输时间来测量物体距离的方法。
以脉冲回波法为例，超声波发射器会将高频信号转换成超声波信号并发送，当超声波信号遇到物体时被反射回来，接收器将接收到的回波信号转换成电信号并通过电路处理，最终可以得到物体与传感器之间的距离。
设计方案超声波测距的基本原理已经很清晰了，接下来我们需要设计一个电路来实现这个方法。
我们的电路主要包括发射电路、接收电路、时钟电路和信号处理电路。
发射电路主要用于产生高频信号并将其转换为超声波信号。
一个典型的发射电路需要一个发射晶体、一个稳压源和一个扩频器。
发射晶体的压电性质使其能够将电信号转换为机械振动，并产生超声波信号。
稳压源负责提供一个需要的驱动电压，扩频器则能够扩大振荡幅度，提高发射能量。
接收电路主要用于将接收到的超声波信号转换为电信号以供进一步处理。
接收电路需要一个接收晶体和一个放大器。
接收晶体同样是压电晶体，并将接收到的超声波信号转换为机械振动，放大器负责将微小振动转化为可处理的电信号。
此外，接收电路还需要一个限幅电路，以保证输出的波形符合要求。
时钟电路使用一个晶体振荡器来产生射频信号，并将其转化为数字时钟信号。
时钟信号同步整个电路的运行。
信号处理电路主要用于分离出回波信号，测量回波信号的延迟时间，计算出物体与传感器的距离。
实验结果我们使用上述电路设计制作了一个超声波测距系统，进行了一系列实验。
1mhz超声波换能器收发驱动电路的设计
1mhz超声波换能器收发驱动电路的设计由于超声波技术的不断发展，超声波换能器的应用越来越广泛，如现代的空调、安防、医疗、工业控制等行业中都有超声波换能器的踪影。
1MHz超声波换能器收发驱动电路是超声波换能器应用中一个关键性部件。
1MHz超声波换能器收发驱动电路是一种高电平电路，它可以将超声波信号转换为高电压电流，以用于驱动超声波发射器。
电路既可以控制超声波换能器的收发信号，又可以进行漏振控制，以调整超声波发射器的功率。
1MHz超声波换能器收发驱动电路的设计总体分为电路框架的构建、电路电源的设计、收发控制管理电路的设计、差分放大器的设计、驱动电路的设计以及漏振调节的设计等几个方面。
1、框架的构建：在电路框架的构建中，要考虑设计电路的性能和功能，最终确定电路的器件种类、布线流程和结构形式，确保电路有良好的连接性和稳定性。
2、电源设计：电源设计是1MHz超声波换能器收发驱动电路的重要组成部分。
根据驱动电路的工作电压、功耗以及发射功率的要求，应选择合适的电源器件。
3、收发控制管理电路设计：收发控制管理电路设计是1MHz超声波换能器收发驱动电路的核心部分，要根据应用需求，采用合适的元器件组合，组成可控制超声波换能器收发信号的模块，并结合相关锁相环设计出可进行可靠而有效的收发控制和管理电路。
4、差分放大器设计：差分放大器的设计是保证超声波换能器收发驱动电路的高精度放大和比较，使收发精度更高的重要环节，采用的放大器应具有较高的额定输入电压、较快的电流响应速度以及较低的噪声水平等特性。
5、驱动电路设计：驱动电路设计是控制超声波换能器发射脉冲宽度和频率的主要环节，要求驱动电路有较高的额定输入电压、较快的响应速度及较低的噪声水平，保证超声波发射器有较好的功率性能。
6、漏振调节：漏振调节是1MHz超声波换能器收发驱动电路的重要环节，通过调节漏振的方式可以调整超声波发射器的功率，以确保超声波换能器的收发性能。
由此可见，1MHz超声波换能器收发驱动电路的设计是一个具有挑战性和复杂性的技术，它需要不断尝试和改进，以实现超声波换能器应用中更好的性能。
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青岛理工大学琴岛学院
设计报告
课题名称：超声波电路设计与制造
学院：机电工程系
专业班级：电气工程及其自动化
学号：
学生：
指导教师：
2011 年 12 月 23日
学生指导教师
课题名称超声波电路设计与制造设计时间2011年12月23日设计地点实训基地304
设计目的1．通过课程设计，使学生建立起电子技术在实际生活中应用的概念和工程意识，培养和提高理论与实践相结合、分析和解决问题的能力、动手实践的能力，为后续课程的学习和思维、引向工程应用和创新打下基础。
课程设计是电气工程及其自动化专业教学过程中的一个重要实践环节。
2．通过课程设计使学生熟悉常用电子元件的规格、性能及选用方法。
3．通过课程设计还应使学生掌握模拟电子电路和数字电子电路的安装调试技术，具备选择和使用常用中小规模集成电路的知识，并掌握一定的电子电路检测技术。
设计内容（包括设计过程、主要收获、存在问题、解决措施、建议，不少于2000字）
设计过程：
1发射电路
发射电路用来对超声波发射器进行功率驱动，将40 kHz的脉冲信号送人发射输人端，经过驱动放大达到足够功率之后，推动超声波传感器产生超声波。
发射电路的关键部分在于40 kHz脉冲信号的准确和稳定性。
2晶振电路
传统的频率发生电路通常仅由一块单片集成电路完成频率信号的产生以及分频工作，如CMOS集成芯片CD4046、时基集成电路555，或74L500,74LS04组成的多谐振荡器等。
这几种方法都可以实现电路的功能，但是产生的发射频率的精度较低，并且易受电路元件参数和环境温度等的影响。
为了获得稳定的振荡频率，可以使用石英晶体振荡器。
石英晶体的振荡频率稳定性极高，用它构成的多谐振荡器产生的方波频率是非常稳定的。
典型的石英晶体多谐振荡器是在RC祸合式多谐振荡器的基础上加入石英晶体构成的，与电容串联的石英晶体相当于选频电路，只有频率为.fo的信号能够通过晶体，对其他频率的信号，石英晶体呈现出很高的阻抗，因此电路输出的方波频率将与石英晶体的固有颇率相同、
3.超声波传感器
超声波传感器的内部有一个压电晶体，因此可以利用这个晶体作晶振电路。
将超声波传感器接在二级三极管的振荡网络内，使之产生压电谐振，并使用三极管起振，在传感器和地之间接一个二极管作为电压保护。
这种方法电路简单且频率稳定
4.接收电路
接收部分主要由超声波接收器和信号的放大、整形电路组成。
由于声波的回波信号很小，尤其在测量距离较大的情况下，因此超声波传感器转换过来的电信号的幅度也较小，需要进行较大倍数的放大。
这里使用三极管构成一个三级放大器，并在回路中适当使用电容和电感，使电容电感的振荡频率为40 kHz。
反射回来的微弱信号经放大、隔直、滤波、整形，最后将输出信号送入Is{:触发器.
5.时钟电路
设计时钟电路首先要根据测距原理确定脉冲信号的频率，以便译码计数电路将脉冲数转换为测量距离。
为此，可以设定一个时钟周期所测的距离为lcm，即当超声波发射器开始发射脉冲到接收器接收到脉冲所经历的时间内，计数器所计脉冲数就是发射器与反射器之间的距离，单位为厘米(cm).根据超声波测距原理公式，时钟电路发出的脉冲频率应为..f=341/0.01 =17.05KHZ
由于实验室可视为恒温环境，因此不必设计温度补偿电路。
6.计数与显示电路
使用7415192作为计数器，其输出信号接入码器74LS47，最后使用数码管LG50118SR作为显示部分。
7.测试
所有都做好之后对于电路板进行电气连接测试，保证无短路，无短路；进行电源部分焊接，验证+5V 供电效果，掌握手持式万用表使用方法；进行CPU部分焊接，验证最小系统工作情况，包括以下步骤：测试数码管，测试按键等操作；进行超声波测距电路焊接，验证系统功能；通过改变声波与物体之间的距离，并以此判断显示屏的数字是否正确。
通过改进发射频率的稳定性，该电路的量程大于5m，误差为1%，可以用于实际使用。
另外，尽管发射频率的稳定性有了提高，电路仍有其他误差源，如温度变化带来的误差等，仍可以进一步改进。
主要收获：
本次数字课程设计我收获了很多，我不仅对我所学的电子技术有了更深一步的了解，能综合的运用所学的知识，经过这次实验设计，让我了解了超声波的工作原理，明白了它的设计思想和电路图，在动手焊接时，仍然发现我有许多的问题，因为我选的是超声波，周围没有同学和我做一样的，我开始就着急了不知该如何做，后拉通过老师的讲解和想其他同学的询问，并借助于原理图，很快的就掌握了技巧。
通过这次的学习，对超声波电路有了深一步的了解，明白了各部分的功能作用及其工作特点和正常工作范围。
经过这次课程设计，让我明白了永远不要被题目所吓倒，刚开始看这个题目的时候，我脑子里一片空白，不知该怎么去做，只有认真的去分析。
去查阅资料，并亲自动手去做，就会发现，其实是很简单，为了以后我能够更好的理解数字电子技术。
我以会好好的学习，扎实的掌握专业知识，并把学和做结合起来。
存在问题：
对各个部分的电子器件使用范围还不是很清楚，不知该选取哪种器件。
还有我的焊接技术又有点差了，很多地方都是虚焊，刚上来我们对实验原理不怎么清楚，不知该怎么去操作。
解决措施：
通过查阅资料和询问老师，最终理解了超声波的工作原理，经过多次的练习，我的焊接技术也逐渐变好了，也经过同学的帮忙，我能很快的正确的焊接完成了超声波板。
建议：
下次做实验时，先给学生讲解清楚些，让我们理解我们所要做的板的原理，以避免我们没头没脑的去做，让我们能上来就知道该做什么，该怎么做。
这样才能的、取得更高的效率。
成绩
指导教师评语
系部教研室
意见。