一种基于超声波测距的功率放大电路制造技术

本发明专利技术提供一种基于超声波测距的功率放大电路，包括发射电路、接收电路、发射探头和接收探头，发射电路的输出端与所述发射探头的输入端电连接，发射探头发射的信号经障碍物返回给接收探头，接收探头的输出端与接收电路的输入端电连接；发射电路包括限流电阻R1、功率推挽放大单元、CMOS管保护单元和高频变压器保护单元且相邻两者依次电连接；接收电路包括两级运放电路、二阶带通滤波电路和比较电路且相邻两者依次电连接；本发明专利技术通过发射电路中将接收到的方波信号转化成脉冲信号在进行功率放大，在通过接收电路中将回波信号放大后进行滤波在整形为方波信号，从而提高超声波测距信号强度的功率，进一步的提高了超声波测距的精度。

【技术实现步骤摘要】
一种基于超声波测距的功率放大电路
本专利技术涉及到超声波发射的
，尤其涉及到一种基于超声波测距的功率放大电路。
技术介绍
超声波测距作为一种非接触性的检测方法，因其结构简单紧凑、可靠性高、价格低廉、实时性强等优点，近年来已经得到了广泛应用，如液位测量，修路过程中路面平整检测，汽车倒车雷达，机器人辅助视觉识别系统等。但因超声波在空气中传播时受到诸如环境温度、湿度、风速等影响，传统的超声波测距系统精度普遍较低，且因超声波频率较高，回波信号非常弱；目前市场上有采用通过增加硬件温度补偿模块的方法，但是仅在一定程度上避免因环境温度变化带来的测量误差，也有采用小波等处理方法，但是都不能弥补回波信号弱的本质缺陷，因此，需要提供一种适用范围宽的高精度超声波测距功率放大电路。
技术实现思路
本专利技术提供一种基于超声波测距的功率放大电路,解决的上述问题。为解决上述问题，本专利技术提供的技术方案如下：一种基于超声波测距的功率放大电路，包括发射电路、接收电路、发射探头和接收探头，所述发射电路的输出端与所述发射探头的输入端电连接，所述发射探头的输出端与所述接收探头的输入端无线连接，所述接收探头的输出端与所述接收电路的输入端电连接；所述发射电路包括限流电阻R1、功率推挽放大单元、CMOS管保护单元和高频变压器保护单元且相邻两者依次电连接；所述接收电路包括两级运放电路、二阶带通滤波电路和比较电路且相邻两者依次电连接。优选的，所述功率推挽放大单元为三极管Q1和三极管Q2并联，CMOS管保护单元包括电容C1、电阻R2和CMOS管，所述电容C1与所述电阻R2串联后再与所述CMOS管并联，高频变压器保护单元包括高频变压器和电阻R3，所述高频变压器的输出端与所述电阻R3并联；所述限流电阻R1的一端与信号输入连接，相对应另一端与所述功率推挽放大单元的基极电连接，所述功率推挽放大单元的集电极接地，所述电容C1的负极和所述CMOS管的G极均与所述功率推挽放大单元的发射极电连接，所述CMOS管的D极接地，所述电阻R2的一端与电源+5V电连接，相对应另一端与所述电容C1的正极电连接，同时所述电容C1的正极和所述CMOS管的S极与所述高频变压器的输入端电并联，所述高频变压器的输出端与所述电阻R3并联，所述电阻R3在与所述发射探头并联。优选的，所述两级运放电路包括第一运放电路和第二运放电路，所述第一运放电路包括第一运算放大器U1A和第二运算放大器U1B，所述第一运算放大器U1A的引脚4和引脚8分别接电源的正极和负极，电阻R10并联在所述第一运算放大器U1A的信号输入引脚2和信号输出引脚U1A两端，所述第一运算放大器U1A的信号输入引脚3经过电阻R7接地，所述第一运算放大器U1A的信号输入引脚2、电阻R6、电容C2、电阻R4、与所述接收探头并联的电阻R5且相邻两者依次电连接，所述第一运算放大器U1A的信号输出引脚1通过电容C6与电阻R9的一端电连接；所述第二运算放大器U1B的信号输入引脚6和输入引脚5分别与电阻R9的另一端电连接和通过电阻R8接地，所述电阻R11并联在所述第二运算放大器U1B的信号输入引脚6和信号输出引脚7两端，所述第二运算放大器U1B的信号输出引脚7与所述二阶带通滤波电路的电容C7的负极串联；所述二阶带通滤波电路包括第三运算放大器U2A，所述电容C7的正极与电阻R12的一端电连接，电容C8的负极接地，所述电容C8的正极和电容C9的正极均与所述电阻R12的另一端电连接，所述电容C9的负极和所述第三运算放大器U2A的信号输入引脚2均与电阻R13的一端电连接，所述电阻R13的另一端接地，所述第三运算放大器U2A的信号输入引脚3通过电阻R15接地，所述第三运算放大器U2A的引脚8和引脚4分别与电源的正极和电源的负极电连接，电阻R14并联在所述第三运算放大器U2A的信号输入引脚3和信号输出引脚1两端，电阻R16并联在所述电容C9的正极和所述第三运算放大器U2A的信号输出引脚1的两端，所述第三运算放大器U2A的信号输出引脚1与电容C10的负极电连接。优选的，所述比较电路包括差动比较器U3A，所述差动比较器U3A的引脚4和引脚8分别与电源的正极和负极电连接，所述差动比较器U3A的信号输出引脚1通过稳压二极管ZD接地，电容C10的正极和可调电阻R18的一端均与所述差动比较器U3A的信号输入引脚2电连接，所述可调电阻R18的另一端接地，电容C11的正极和电阻R17的一端均与所述差动比较器U3A的信号输入引脚3电连接，所述电容C11的负极和电阻R17的另一端并联接地。相对于现有技术的有益效果是，采用上述方案，本专利技术通过发射电路中的功率推挽放大单元、CMOS管和高频变压器将接收到的方波信号转化成脉冲信号在进行功率放大，在通过接收电路中的两级运放电路、二阶带通滤波电路和比较电路将回波信号放大后滤波在进行整形为方波信号，从而提高超声波测距信号强度的功率，进一步的提高了超声波测距的精度。附图说明为了更清楚的说明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需使用的附图作简单介绍，显而易见的，下面描述中的附图仅仅是专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术的超声波测距系统框图；图2为本专利技术的发射电路连接示意图；图3为本专利技术的接收电路连接示意图。具体实施方式为了便于理解本专利技术，下面结合附图和具体实施例，对本专利技术进行更详细的说明。附图中给出了本专利技术的较佳的实施例。但是，本专利技术可以以许多不同的形式来实现，并不限于本说明书所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本专利技术的公开内容的理解更加透彻全面。需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本说明书所使用的术语“固定”、“一体成型”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，在图中，结构相似的单元是用以相同标号标示。除非另有定义，本说明书所使用的所有的技术和科学术语与属于本专利技术的
的技术人员通常理解的含义相同。本说明书中在本专利技术的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是用于限制本专利技术。如图1所示，本专利技术的实施例1是：一种基于超声波测距的功率放大电路，包括发射电路、接收电路、发射探头T和接收探头R，还包括单片机IC，单片机IC的输出端与发射电路的信号输入端连接，发射电路的信号输出端与所述发射探头T电连接，发射探头T发出的信号经障碍物返回给接收探头R，所述发射探头T的输出端与所述接收探头R的输入端无线连接，所述接收探头R的输出端与所述接收电路的输入端电连接，接收电路输出端与单片机IC的信号输入端电连接。实施例2，如图2所述，所述发射电路包括限流电阻R1、功率推挽放大单元、CMOS管保护单元和高频变压器保护单元且相邻两者依次电连接；优选的，所述功率推挽放大单元为三极管Q1和三极管Q2并联，CMOS管保护单元包括电容C1、电阻R2和CMOS管，所述电容C1与所述电阻R2串联后再与所述CMOS管并联，高频变压器保护单元包括高频变压器和电阻R3，所述高频变压器本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于超声波测距的功率放大电路，其特征在于：包括发射电路、接收电路、发射探头和接收探头，所述发射电路的输出端与所述发射探头的输入端电连接，所述发射探头的输出端与所述接收探头的输入端无线连接，所述接收探头的输出端与所述接收电路的输入端电连接；所述发射电路包括限流电阻R1、功率推挽放大单元、CMOS管保护单元和高频变压器保护单元且相邻两者依次电连接；所述接收电路包括两级运放电路、二阶带通滤波电路和比较电路且相邻两者依次电连接。

【技术特征摘要】
1.一种基于超声波测距的功率放大电路，其特征在于：包括发射电路、接收电路、发射探头和接收探头，所述发射电路的输出端与所述发射探头的输入端电连接，所述发射探头的输出端与所述接收探头的输入端无线连接，所述接收探头的输出端与所述接收电路的输入端电连接；所述发射电路包括限流电阻R1、功率推挽放大单元、CMOS管保护单元和高频变压器保护单元且相邻两者依次电连接；所述接收电路包括两级运放电路、二阶带通滤波电路和比较电路且相邻两者依次电连接。2.根据权利要求1中所述的一种基于超声波测距的功率放大电路，其特征在于：所述功率推挽放大单元为三极管Q1和三极管Q2并联，CMOS管保护单元包括电容C1、电阻R2和CMOS管，所述电容C1与所述电阻R2串联后再与所述CMOS管并联，高频变压器保护单元包括高频变压器和电阻R3，所述高频变压器的输出端与所述电阻R3并联；所述限流电阻R1的一端与信号输入连接，相对应另一端与所述功率推挽放大单元的基极电连接，所述功率推挽放大单元的集电极接地，所述电容C1的负极和所述CMOS管的G极均与所述功率推挽放大单元的发射极电连接，所述CMOS管的D极接地，所述电阻R2的一端与电源+5V电连接，相对应另一端与所述电容C1的正极电连接，同时所述电容C1的正极和所述CMOS管的S极与所述高频变压器的输入端电并联，所述高频变压器的输出端与所述电阻R3并联，所述电阻R3在与所述发射探头并联。3.根据权利要求1中所述的一种基于超声波测距的功率放大电路，其特征在于：所述两级运放电路包括第一运放电路和第二运放电路，所述第一运放电路包括第一运算放大器U1A和第二运算放大器U1B，所述第一运算放大器U1A的引脚4和引脚8分别接电源的正极和负极，电阻R10并联在所述第一运算放大器U1A的信号输入引脚2和信号输出引脚U1A两端，所述第一运算放大器U1A的信号输入引脚3经过电阻R7接地，所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈挺，
申请(专利权)人：东莞旺科知识产权运营有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44