40kHZ超声波收发电路图及详解
超声波发射电路及接收电路图(经典)解析
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3(a)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: 原文网址：/sch/test/0086260.html
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40k超声波电路
40k超声波电路
【实用版】
目录
1.40k 超声波电路的概述
2.40k 超声波电路的工作原理
3.40k 超声波电路的应用领域
4.40k 超声波电路的发展前景
正文
一、40k 超声波电路的概述
40k 超声波电路，顾名思义，是一种利用超声波进行工作的电路。
超声波是指频率高于人耳能听到的 20kHz 的声波，具有方向性好、穿透能力强等特点。
40k 超声波电路广泛应用于超声波测距、超声波成像、清洗设备等领域。
二、40k 超声波电路的工作原理
40k 超声波电路的工作原理主要基于超声波的传播和接收。
首先，电路产生一定频率的超声波，然后通过换能器将超声波传播到介质中。
当超声波遇到物体时，部分能量会被物体反射回来，换能器再将反射的超声波转换为电信号。
最后，电路对电信号进行处理，从而实现对超声波的检测和测量。
三、40k 超声波电路的应用领域
1.超声波测距：40k 超声波电路广泛应用于测距领域，如停车场的自动测距系统、机器人的避障系统等。
2.超声波成像：40k 超声波电路在成像领域也有广泛应用，如医疗领域的超声波成像设备、工业领域的无损检测等。
3.清洗设备：40k 超声波电路在清洗设备中也发挥着重要作用，如家用超声波清洗机、工业用超声波清洗设备等。
4.其他领域：40k 超声波电路还在通信、生物医学、环境监测等领域发挥着重要作用。
四、40k 超声波电路的发展前景
随着科技的不断发展，40k 超声波电路在未来有着广阔的发展前景。
在各个应用领域，40k 超声波电路将不断优化和升级，以满足更高的性能要求。
40kHZ超声波收发电路图及详解
40kHZ超声波收发电路40kHZ超声波发射电路(1)40kHZ超声波发射电路之一，由F1~F3三门振荡器在F3的输出为40kHZ方波，工作频率主要由C1、R1和RP决定，用RP可调电阻来调节频率。
F3的输出激励换能器T40-16的一端和反向器F4，F4输出激励换能器T40-16的另一端，因此，加入F4使激励电压提高了一倍。
电容C3、C2平衡F3和F4的输出，使波形稳定。
电路中反向器F1~F4用CC4069六反向器中的四个反向器，剩余两个不用（输入端应接地）。
电源用9V叠层电池。
测量F3输出频率应为40kHZ±2kHZ，否则应调节RP。
发射超声波信号大于8m。
40kHZ超声波发射电路(2)40kHZ超声波发射电路之二，电路中晶体管VT1、VT2组成强反馈稳频振荡器，振荡频率等于超声波换能器T40-16的共振频率。
T40-16是反馈耦合元件，对于电路来说又是输出换能器。
T40-16两端的振荡波形近似于方波，电压振幅接近电源电压。
S是电源开关，按一下S，便能驱动T40-16发射出一串40kHZ超声波信号。
电路工作电压9V，工作电流约25mA。
发射超声波信号大于8m。
电路不需调试即可工作。
40kHZ超声波发射电路(3)40kHZ超声波发射电路之三，由VT1、VT2组成正反馈回授振荡器。
电路的振荡频率决定于反馈元件的T40-16，其谐振频率为40kHZ±2kHZ。
频率稳定性好，不需作任何调整，并由T40-16作为换能器发出40kHZ的超声波信号。
电感L1与电容C2调谐在40kHZ起作谐振作用。
本电路适应电压较宽（3~12V），且频率不变。
电感采用固定式，电感量5.1mH。
整机工作电流约25mA。
发射超声波信号大于8m。
40kHZ超声波发射电路(4)40kHZ超声波发射电路之四，它主要由四与非门电路CC4011完成振荡及驱动功能，通过超声换能器T40-16辐射出超声波去控制接收机。
其中门YF1与门YF2组成可控振荡器，当S按下时，振荡器起振，调整RP改变振荡频率，应为40kHZ。
超声波,微波电路
超声波发射电路
T-40-16：40表示频率40Hz，16表示尺寸工作原理：当开关S闭合，电源正通过R2——超声波发射器C——VT1（be）——电源负，VT1饱和——VT2截止。
随后C充电饱和，VT1截止，电源正——R1——VT2（be）——电源负，VT2饱和，电容C通过VT2（ce）——二极管VD1放电，直至电容放电至VT1导通。
电容C充电时，电流从上至下
电容C放电时，电流至下而上
超声波发射器出在交变电场中，逆压电效应——机械变形——振动——超声波发射。
超声波接收电路
工作原理：
①当超声波接收器没有接收到信号时，电源正通过R2、R1对C充电，使T1
饱和，T2基本截止，设计的A点电位高于B点电位，使Uc点输出为负，T3
截止。
②当超声波接收器接收到信号时，C相当于一个交流信号源，使T1从饱和向截
止过度，K1电位升高——T2向饱和发展，A点电位下降，当UB>UA时，Uc变正——T3饱和——K动作
产生微波的连续波磁控管电源工作原理
①启动电源低压线路部分，预热磁控管灯丝，接通磁控管冷却水和启动风机
②调节磁场电流到额定值，增加灯丝电流值
③对磁控管加高压，用降低磁场电流的方法调节，阳极电流达到输出功率所需
的电流值。
要求：
①开机初，灯丝由冷却进行预热，保证灯丝电路最大瞬间电流远小于磁控管灯
丝所允许的浪涌电流值。
②当磁控管阳极电流达到额定值后，灯丝电流以预热值回到工作电流值。
减少
管内电子回轰延长磁控管使用寿命。
③应有灯丝电流工作点的可设定和可调功能。
超声波,发生电路分析
超声波在气体、液体及固体中以不同速度传播，定向性好、能量集中、传输过程中衰减较小、反射能力较强。
超声波能以一定速度定向传播、遇障碍物后形成反射，利用这一特性，通过测定超声波往返所用时间就可计算出实际距离，从而实现无接触测量物体距离。
超声波测距迅速、方便，且不受光线等因素影响，广泛应用于水文液位测量、建筑施工工地的测量、现场的位置监控、车辆倒车障碍物的检测、移动机器入探测定位等领域。
本文设计的数字式超声波测距仪通过对超声波往返时间内输入到计数器特定频率的时钟脉冲进行计数，进而显示对应的测量距离。
一．超声波发生电路图1为超声波发生电路。
双定时器EN556(U2b)组成单稳态触发器。
R6和C6构成微分电路，其作用是：当按键S2按下时，低电平变成正负尖顶脉冲，经过VD1得到负尖顶脉冲，触发单稳态触发器翻转。
单稳态翻转输出的高电平持续约1ms，即tw≈1．1R5C5≈1ms。
EN556(U2n)组成多谐振荡器，振荡频率f1=1／T1≈1／{0．7[(R1+R2)+2(R3+R4)]C3≈40kHz。
该振荡器振荡受单稳态触发器输出电平控制。
当单稳态触发器输出高电平时，多谐振荡器产生振荡，EN556的引脚5输出约40个频率为40kHz、占空比约50％的矩形脉冲。
考虑到多谐振荡器起振阶段不稳定，因此设计输m脉冲数较多。
若输出脉冲数太少，则发射强度小，测量距离短。
但脉冲数过多，发射持续时间长，在距离被测物较近时，脉冲串尚未发射完，这样导致先发射出的脉冲产生的回波将到达接收端，影响测距结果，造成测距盲区增大。
74HC04(U1)的U1a~U1e组成超声波脉冲驱动电路，可提高驱动超声波发送传感器的脉冲电压幅值，有效进行电／声转换，增强发射超声波的能力，增大测量距离。
40kHz脉冲串的一路经U1a反相，再经由U1b和U1e并联的反相器反相；其另一路经南U1c和U1d并联的反相器反相。
图1超声波发生电路这样，施加在超声波发送传感器两端上的2路脉冲电压相位相反，使超声波发送传感器两端上的脉冲电压峰一峰值提升近电源电压的2倍，输出功率提高4倍。
超声波电路和使用说明
忠兴电子元件店编辑
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硬件部分
一、发送和接收模块
发射模块电路:
接收模块电路：
温度补偿电路：
发射与接收模块图片：
VCC模块正极接5V电源正极
GND模块地线接5V电源负极
RX超声波接收脚，在没有接收到超声波时，平时为高电平，接收到超声波后变为低电平，本脚一般接具有中断功能的引脚，如果用配套程序是接P3.2
TX超声波发射脚，发送40KHZ频率的方波，本脚由单片机控制，由单片机发送40KHZ的方波来发送超声波，如果用配套的程序本脚是接P3.1
2控制模块的实物图片：
（1）电源模块电路和ISP程序下载接口电路：
（2）单片机I/0引出及晶振电路：（3）LCD1602接口电路：
（4）指示、电源滤波、单片机复位电路：（5）预留共阳数码管驱动电路：
(6）5V電源供取電預留接口電路和超聲波發射接收接口
软件部分
软件部分主要介绍软件的流程图：。
40k超声波电路
超声波电路是一种通过超声波信号实现测量、探测、跟踪等功能的电路。
40k 超声波电路一般指工作频率为40kHz的超声波电路。
超声波电路通常由以下几个组成部分构成：
超声波传感器：用于发射和接收超声波信号。
常用的超声波传感器有压电传感器和超声波发生器。
超声波发生器通过电信号驱动压电传感器产生超声波信号，压电传感器则将接收到的超声波信号转化为电信号。
发射电路：用于产生和发送超声波信号。
发射电路包括超声波发生器和驱动电路。
超声波发生器根据控制信号产生40kHz的超声波信号，驱动电路将该信号放大并送入超声波传感器。
接收电路：用于接收和处理超声波信号。
接收电路包括放大器、滤波器和解调器等。
放大器将超声波传感器接收到的微弱信号放大，滤波器将信号的噪声进行滤除，解调器将信号转换为可处理的电信号。
控制电路：用于控制超声波电路的工作状态。
控制电路接收外部信号并产生相应的控制信号，用于控制发射和接收超声波信号的时机和频率等。
40k超声波电路广泛应用于测距、物体检测、流量测量、无人驾驶等领域。
它具有非接触、高精度、高灵敏度等优点，已经成为一种重要的传感器技术。
超声波收发电路(可用于测距)
CX20106a的中文资料2009-08-23 10:46CX20106A的引脚注释：l脚：超声波信号输入端，该脚的输入阻抗约为40kΩ。
2脚：该脚与GND之间连接RC串联网络，它们是负反馈串联网络的一个组成部分，改变它们的数值能改变前置放大器的增益和频率特性。
增大电阻R或减小C，将使负反馈量增大，放大倍数下降，反之则放大倍数增大。
但C的改变会影响到频率特性，一般在实际使用中不必改动，推荐选用参数为R=4.7Ω，C=3.3μF。
3脚：该脚与GND之间连接检波电容，电容量大为平均值检波，瞬间相应灵敏度低；若容量小，则为峰值检波，瞬间相应灵敏度高，但检波输出的脉冲宽度变动大，易造成误动作，推荐参数为3.3μF。
4脚：接地端。
5脚：该脚与电源端VCC接入一个电阻，用以设置带通滤波器的中心频率f0，阻值越大，中心频率越低。
例如，取R=200kΩ时，fn≈42kHz，若取R=220kΩ，则中心频率f0≈38kHz。
6脚：该脚与GND之间接入一个积分电容，标准值为330pF，如果该电容取得太大，会使探测距离变短。
7脚：遥控命令输出端，它是集电极开路的输出方式，因此该引脚必须接上一个上拉电阻到电源端，该电阻推荐阻值为22kΩ，没有接收信号时该端输出为高电平，有信号时则会下降。
8脚：电源正极，4.5V～5V。
发射部分接收部分注：这上面两幅图是做出实物经过测试的发射电路主要有反相器74LS04和超声波换能器构成,单片机P1.0端口输出的40KHz方波信号一路经一级反相器后送到超声波换能器的一个电极，另一路经两级反相器后送到超声波换能器的另一个电极，用这种推挽形式将方波信号加到超声波换能器两端可以提高超声波发射强度。
输出端采用两个反向器并联，可以提高驱动能力。
上拉电阻R1、R2一方面可以提高反相器74LS04输出高电平的驱动能力；另一方面可以增加超声波换能器的阻尼效果，以缩短其自由振荡的时间。
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40kHZ超声波收发电路
40kHZ超声波发射电路(1)
40kHZ超声波发射电路之一，由F1~F3三门振荡器在F3的输出为40kHZ方波，工作频率主要由C1、R1和RP决定，用RP可调电阻来调节频率。
F3的输出激励换能器T40-16的一端和反向器F4，F4输出激励换能器T40-16的另一端，因此，加入F4使激励电压提高了一倍。
电容C3、C2平衡F3和F4的输出，使波形稳定。
电路中反向器F1~F4用CC4069六反向器中的四个反向器，剩余两个不用（输入端应接地）。
电源用9V叠层电池。
测量F3输出频率应为40kHZ±2kHZ，否则应调节RP。
发射超声波信号大于8m。
40kHZ超声波发射电路(2)
40kHZ超声波发射电路之二，电路中晶体管VT1、VT2组成强反馈稳频振荡器，振荡频率等于超声波换能器T40-16的共振频率。
T40-16是反馈耦合元件，对于电路来说又是输出换能器。
T40-16两端的振荡波形近似于方波，电压振幅接近电源电压。
S是电源开关，按一下S，便能驱动T40-16发射出一串40kHZ超声波信号。
电路工作电压9V，工作电流约25mA。
发射超声波信号大于8m。
电路不需调试即可工作。
40kHZ超声波发射电路(3)
40kHZ超声波发射电路之三，由VT1、VT2组成正反馈回授振荡器。
电路的振荡频率决定于反馈元件的T40-16，其谐振频率为40kHZ±2kHZ。
频率稳定性好，不需作任何调整，并由T40-16作为换能器发出40kHZ的超声波信号。
电感L1与电容C2调谐在40kHZ起作谐振作用。
本电路适应电压较宽（3~12V），且频率不变。
电感采用固定式，电感量5.1mH。
整机工作电流约25mA。
发射超声波信号大于8m。
40kHZ超声波发射电路(4)
40kHZ超声波发射电路之四，它主要由四与非门电路CC4011完成振荡及驱动功能，通过超声换能器T40-16辐射出超声波去控制接收机。
其中门YF1与门YF2组成可控振荡器，当S按下时，振荡器起振，调整RP改变振荡频率，应为40kHZ。
振荡信号分别控制由YF4、YF3组成的差相驱动器工作，当YF3输出高电平时，YF4一定输出低电平；YF3输出低电平时，YF4输出高电平。
此电平控制T40-16换能器发出40kHZ超声波。
电路中YF1~YF4采用高速CMOS电路74HC00四与非门电路，该电路特点是输出驱动电流大（大于15mA），效率高等。
电路工作电压9V，工作电流大于35mA，发射超声波信号大于10m。
40kHZ超声波发射电路(5)
40kHZ超声波发射电路之五，由LM555时基电路及外围元件构成40kHZ多谐振荡器电路，调节电阻器RP阻值，可以改变振荡频率。
由LM555第3脚输出端驱动超声波换能器T40-16，使之发射出超声波信号。
电路简单易制。
电路工作电压9V，工作电流40~50mA。
发射超声波信号大于8m。
LM555可用NE555直接替代，效果一样。
双稳态超声波接收机电路
由于单稳态接收机无记忆功能，所以不能用在家用电器的开与关中，适用面不宽。
是一种双稳态超声波接收机电路，它的前级电路同图2-186电路完全一样，只是执行电路不同。
电路中，由VT5、VT6及相关辅助元件构成双稳态电路，当VT4每导通一次（发射机工作一次），触发信号经C7、C8向双稳电路送进一个触发脉冲，VT5、VT6状态翻转一次，当VT6从截止状态转变成导通状态时，VD5截止，VT7截止，继电器K释放；当再来一个触发信号时，VT6由导通转变为截止状态，VD5导通，VT7导通，继电器K吸合......由于增加了双稳电路，使之用于电灯、电扇、电视等电器遥控成为现实。
调试时，在a点与+6V （电源）之间用导线快速短路一下后松开，继电器应吸合（或释放），再短路一下松开，继
电器应释放（或吸合），如果继电器无反应，请检查双稳电路元件焊接质量和元件参数。
一般情况下一次即可成功。
单稳式超声波接收器电路
单稳式超声波接收器电路原理图，超声波换能器R40-16谐振频率为40kHZ，经R40-16选频后，将40kHZ以外的干扰信号衰减，只有谐振于40kHZ的有用信号（发射机信号）送入VT1~VT3组成的高通放大器放大，经C5、VD1检出直流分量，控制VT4、VT5组成的电子开关带动继电器K工作。
由于该电路仅作单路信号放大，当发射机每发射一次超声波信号时，接收机的继电器吸合一次（吸合时间同发射机发射信号时间相同），无记忆保持功能。
可用作无线遥控摄象机快门控制、儿童玩具控制、窗帘控制等。
电路中VT1β≥200，VT2β≥150，其他元件自定。
电路不需调试即可工作。
如灵敏度和抗干扰不够，可检查三极管的β值与电容C4的容量是否偏差太大。
经实测，配合相应的发射机，遥控距离可达8m 以上。
在室内因墙壁反射，故没有方向性。
电路工作电压3V，静态电流小于10mA。