一种超声波接收信号处理电路制造技术

本实用新型专利技术提供了一种超声波接收信号处理电路；包括前置放大电路、带通滤波电路、过零比较电路；本实用新型专利技术通过前置放大电路，带通滤波电路以及过零检测电路，对信号进行处理，从而使接收换能器接收到精准的放大信号。

【技术实现步骤摘要】
一种超声波接收信号处理电路
本技术涉及一种超声波接收信号处理电路。
技术介绍
换能器受到发射驱动电路驱动之后会发射出超声波脉冲信号，该信号经流体介质传播到达换能器接收端被接收，在这个过程中，由于流体中含有许许多多的杂质以及气泡，因此信号质量会受到影响而发生很大程度的衰减，在这种情况下十分不利于换能器接收端接收这类信号。
技术实现思路
为解决上述技术问题，本技术提供了一种超声波接收信号处理电路。本技术通过以下技术方案得以实现。本技术提供的一种超声波接收信号处理电路；包括前置放大电路、带通滤波电路、过零比较电路；所述前置放大电路与超声波换能器连接，检测超声波换能器信号，通过三极管将信号放大后输入到下级处理电路；所述带通滤波电路与前置放大电路连接，接收放大后的超声波信号后通过电阻和电容后输出过滤后的超声波信号；所述过零比较电路与带通滤波电路连接，将过滤后的信号通过电阻分压来调节过零出发的阀值电压，当电压大于阀值时三极管导通OUTPUT从高电平跳到低电平，然后这个跳变信号传入DSP，DSP进行中断处理。所述前置放大电路包括电容C1，电容C1的一端与超声波换能器连接，另一端与三极管Q1的基极连接，三极管Q1的发射极通过电阻R3接地，三极管Q1的集电极与电阻R2连接，三极管Q1的基极还通过电阻R1与电阻R2连接，电阻R2的另一端与电源VCC连接，三极管Q1的集电极还与电容C2连接，电容C2的另一端与带通滤波电路连接。所述带通滤波电路包括电阻R4，电阻R4的另一端与电容C4、电容C3、电阻R5共同连接的一端连接，电阻R5的另一端接地，电容C3的另一端与电阻R6连接，电阻R6的另一端与电容C4的另一端连接且做为过滤信号的输出端。所述电容C4与电阻R5连接的一端还与放大器U1的输入端负极连接，放大器U1的输入端正极通过电阻C5接地，放大器U1的输出端与过零比较电路连接。所述过零比较电路包括电容C6，电容C6一端与放大器U1的输出端连接，电容C6的另一端与二极管D2的正极连接，二极管D2的负极与电阻R7连接，电阻R7的另一端与三极管Q2的基极连接，三极管Q2的集电极通过电阻R9与电源VCC连接并接入DSP信号处理器的输入端，所述二极管D2的负极还与电容C7连接，电容C7的另一端与二极管D1的正极连接，二极管D1的负极与二极管D2的正极连接，所述三极管Q2的基极还与电阻R8连接，电阻R8和电容C7共同接地。本技术的有益效果在于：通过前置放大电路，带通滤波电路以及过零检测电路，对信号进行处理，从而使接收换能器接收到精准的放大信号。附图说明图1是本技术的结构示意图；图2是本技术的超声波接收电路原理图；图3是本技术的滤波电路频率响应曲线图；图4是本技术的滤波电路滤波结果曲线。具体实施方式下面进一步描述本技术的技术方案，但要求保护的范围并不局限于所述。一种超声波接收信号处理电路；包括前置放大电路、带通滤波电路、过零比较电路；所述前置放大电路与超声波换能器连接，检测超声波换能器信号，通过三极管将信号放大后输入到下级处理电路；所述带通滤波电路与前置放大电路连接，接收放大后的超声波信号后通过电阻和电容后输出过滤后的超声波信号；所述过零比较电路与带通滤波电路连接，将过滤后的信号通过电阻分压来调节过零出发的阀值电压，当电压大于阀值时三极管导通OUTPUT从高电平跳到低电平，然后这个跳变信号传入DSP，DSP进行中断处理。所述前置放大电路包括电容C1，电容C1的一端与超声波换能器连接，另一端与三极管Q1的基极连接，三极管Q1的发射极通过电阻R3接地，三极管Q1的集电极与电阻R2连接，三极管Q1的基极还通过电阻R1与电阻R2连接，电阻R2的另一端与电源VCC连接，三极管Q1的集电极还与电容C2连接，电容C2的另一端与带通滤波电路连接。由于接收电路只需要检测出超声波换能器接收信号的第一边沿信号，因此放大电路的设计对信号的放大品质没有很高的要求，只需将接收信号放大，然后输送至下一级处理电路，故采用一般的共射极放大电路作为前置放大电路。前置放大具体电路如图2所示，换能器接收到的信号通过电容C1滤过直流信号之后，经过由三极管Q1构成的共射放大器放大，之后经过电容C2再次滤过直流信号，最后送入下一级处理电路，进行带通滤波。所述带通滤波电路包括电阻R4，电阻R4的另一端与电容C4、电容C3、电阻R5共同连接的一端连接，电阻R5的另一端接地，电容C3的另一端与电阻R6连接，电阻R6的另一端与电容C4的另一端连接且做为过滤信号的输出端。由于换能器接收到的信号频率在40kHz左右，所以带通滤波的中心频率最好设置在40kHz左右，这样可以最大程度的放大中心频率附近的信号分量，对中心频率以外的信号呈现出很大的衰减作用。本设计选用有源二阶带通滤波器，其滤波器原型如图2所示，电阻R4和电容C3组成低通网络，允许低频信号通过，电阻R5和电容C4组成高通网络，允许高频信号通过，两者串联构成了无源带通滤波电路，调节电阻R4和电容C3及电阻R5和电容C4的参数值可以调整带通滤波电路的中心频率。根据拉普拉斯变换，可得图2中滤波电路的S域方程组,其中便于电容的匹配和简化方程,令C1＝C2＝C,于是有：由以上方程组可以解得电路传递函数为：由(3.2)式可得中心频率为:考虑到带通滤波的中心频率在40kHz左右,所以取参数R1＝2kΩ,R2＝350Ω,R3＝240kΩ,C1＝C2＝470pF,电路的频率响应曲线如图3所示，滤波结果如图4所示。所述电容C4与电阻R5连接的一端还与放大器U1的输入端负极连接，放大器U1的输入端正极通过电阻C5接地，放大器U1的输出端与过零比较电路连接。在带通滤波电路的末端接上一个电压放大器，使得带通滤波店里与负载隔离开，三者组成了有源二阶带通滤波电路，同时电压放大器可以对过滤出的信号实现放大。所述过零比较电路包括电容C6，电容C6一端与放大器U1的输出端连接，电容C6的另一端与二极管D2的正极连接，二极管D2的负极与电阻R7连接，电阻R7的另一端与三极管Q2的基极连接，三极管Q2的集电极通过电阻R9与电源VCC连接并接入DSP信号处理器的输入端，所述二极管D2的负极还与电容C7连接，电容C7的另一端与二极管D1的正极连接，二极管D1的负极与二极管D2的正极连接，所述三极管Q2的基极还与电阻R8连接，电阻R8和电容C7共同接地。本专利技术中流体质量测量的关键之处在于测量声波在流体中传播时的顺、逆流时间，因此准确地捕捉到超声波接收信号对于提高系统的精准度是至关重要的一步。由发射电路的设计可知，发射的超声波信号的频率比较稳定，因此信号波形的形状也较为稳定，但是接收信号由于超声波的传播和介质因素的影响，信号的波形会发生一定的形变，这一扭曲的信号不能通过阀值设置而被检测到，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种超声波接收信号处理电路，其特征在于：包括前置放大电路、带通滤波电路、过零比较电路；/n所述前置放大电路与超声波换能器连接，检测超声波换能器信号，通过三极管将信号放大后输入到下级处理电路；/n所述带通滤波电路与前置放大电路连接，接收放大后的超声波信号后通过电阻和电容后输出过滤后的超声波信号；/n所述过零比较电路与带通滤波电路连接，将过滤后的信号通过电阻分压来调节过零出发的阀值电压，当电压大于阀值时三极管导通OUTPUT从高电平跳到低电平，然后这个跳变信号传入DSP，DSP进行中断处理。/n

【技术特征摘要】
1.一种超声波接收信号处理电路，其特征在于：包括前置放大电路、带通滤波电路、过零比较电路；
所述前置放大电路与超声波换能器连接，检测超声波换能器信号，通过三极管将信号放大后输入到下级处理电路；
所述带通滤波电路与前置放大电路连接，接收放大后的超声波信号后通过电阻和电容后输出过滤后的超声波信号；
所述过零比较电路与带通滤波电路连接，将过滤后的信号通过电阻分压来调节过零出发的阀值电压，当电压大于阀值时三极管导通OUTPUT从高电平跳到低电平，然后这个跳变信号传入DSP，DSP进行中断处理。


2.如权利要求1所述的超声波接收信号处理电路，其特征在于：所述前置放大电路包括电容C1，电容C1的一端与超声波换能器连接，另一端与三极管Q1的基极连接，三极管Q1的发射极通过电阻R3接地，三极管Q1的集电极与电阻R2连接，三极管Q1的基极还通过电阻R1与电阻R2连接，电阻R2的另一端与电源VCC连接，三极管Q1的集电极还与电容C2连接，电容C2的另一端与带通滤波电路连接。


3.如权利要求1所述的超声波接收信号处理电路...

【专利技术属性】
技术研发人员：迟杏，饶应明，金培英，
申请(专利权)人：贵州装备制造职业学院，
类型：新型
国别省市：贵州;52