超声波电路原理
超声波电路知识点总结
超声波电路知识点总结一、超声波电路的基础知识1. 超声波的产生和接收超声波的产生一般通过压电效应和磁致伸缩效应实现。
压电效应是指一些晶体在受到外力影响下会发生形变，并产生电压，而磁致伸缩效应是指在磁场作用下，磁性材料会产生形变。
常见的压电超声波发生器是利用压电陶瓷或晶体的压电效应产生超声波，而压电传感器则是利用压电效应接收超声波信号。
2. 超声波的特性超声波具有高频率、短波长、能穿透一些材料等特点，因此在一些特定应用中有着很好的效果。
超声波的频率通常在20kHz以上，最常用的频率为40kHz或者60kHz。
由于其短波长，超声波可以穿透液体、固体等材料，因此在医疗、测距、清洗等领域有广泛应用。
3. 超声波电路的基本组成超声波电路一般由发射电路、接收电路和信号处理电路组成。
发射电路用于产生超声波信号，接收电路用于接收超声波信号，信号处理电路用于对接收到的信号进行处理和分析。
这三部分电路都是超声波系统中非常重要的组成部分。
二、超声波电路的设计和应用1. 超声波发射电路的设计超声波发射电路的设计需要考虑到信号的稳定性、频率的准确性和功率的控制等问题。
一般来说，压电陶瓷或压电晶体都需要接入到谐振电路中，通过谐振电路的共振效应来产生稳定的超声波信号。
此外，为了提高超声波的频率准确性和稳定性，通常还需要在发射电路中加入一些频率稳定的元器件，比如晶振或者数字控制的频率合成电路。
2. 超声波接收电路的设计超声波接收电路的设计同样需要考虑到信号的稳定性、灵敏度和抗干扰能力等问题。
一般来说，超声波接收电路需要接入到一个带通滤波器中，以滤除掉非超声波频率的干扰信号。
此外，为了提高接收电路的灵敏度和动态范围，通常还需要在接收电路中加入一些低噪声放大器和自动增益控制电路。
3. 超声波信号处理电路的设计超声波信号处理电路的设计一般需要考虑到对接收到的信号进行放大、滤波、定时、脉冲压缩、解调等处理。
这些处理工作都需要通过一些专门的模拟电路或者数字电路来实现。
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。
超声波谐振电路
超声波谐振电路超声波谐振电路是一种常见的电路结构，用于产生和控制超声波信号。
它的工作原理基于谐振现象，通过精确调整电路参数，使得电路在特定频率下呈现共振状态，从而产生稳定且强大的超声波信号。
我们来了解一下超声波的基本特性。
超声波是一种频率高于人耳可听范围的声波，通常在20kHz到1GHz的频率范围内。
由于其高频特性，超声波具有穿透力强、传播距离远、精准定位等优点，广泛应用于医学成像、无损检测、测距测速等领域。
超声波谐振电路的设计目的是使电路能够在特定频率下产生稳定的超声波信号。
为了实现这一目标，我们需要选择合适的电路元件和参数。
其中，谐振电路中最关键的元件是电感和电容。
电感是一种能够储存电能的元件，它对电路中变化的电流起到了很好的抗阻抗作用。
而电容则是一种能够储存电荷的元件，它可以在电路中储存电能，并且对电压的变化具有很好的响应能力。
在超声波谐振电路中，电感和电容被合理地连接在一起，形成一个振荡回路。
当电路中的电流达到共振频率时，电感和电容之间的能量相互转换，从而产生稳定的超声波信号。
为了实现超声波信号的稳定输出，我们还需要对电路进行精确的参数调整。
例如，选择合适的电感和电容数值，使得电路在所需的频率范围内呈现共振状态。
此外，还需要注意电路的稳定性和抗干扰能力，以确保输出信号的质量。
总结起来，超声波谐振电路是一种通过精确调整电路参数，使电路在特定频率下呈现共振状态，从而产生稳定且强大的超声波信号的电路结构。
它在医学成像、无损检测、测距测速等领域具有广泛的应用前景。
通过合理选择电路元件和参数，并进行精确的参数调整，我们可以实现稳定输出的超声波信号，为各种应用场景提供可靠的技术支持。
超声波测距电路制作
超声波测距电路制作超声波测距仪制作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。
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 msecTH = 0.69 x (RA RB) x C= 0.69 x 9250 x 103 x 0.01 x 10-6 = 64 msecIC2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=1000pFTL = 0.69 x RB x C= 0.69 x 15 x 103 x 1000 x 10-12 = 10μsecTH = 0.69 x (RA RB) x C= 0.69 x 16.5 x 103 x 1000 x 10-12 = 11μsecf = 1/(TL TH)= 1/((10.35 11.39) x 10-6) = 46.0 KHzIC3（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。
超声波发射电路结构与原理
1.2 振荡电路原理
振荡电路部分 9V
IC2输出信号的周期为T2 T2= 0.7（R3+2VR1）C3
调节VR1使IC2输出信号频率为40KHz
1.3 驱动电路原理
两个反相器并联，输出电流加倍
1.3 驱动电路原理
C D4 04 9 U5 C
输入信号
C D4 04 9 U5 B UL T 1
VH
超声波发射电路结构与原理
The structure and principle of Ultrasonic transmitting circuit
课程内容 Course Contents
1.1 超声波发射电路结构
1.2 振荡电路原理
1.3 驱动电路原理
1.1 超声波发射电路结构
振荡电路
驱动电路
4 0KH_ SE ND
超声头上的信号
B C
输入信号
A
VHBLeabharlann -VH 超声头上的信号C
反相电压双端驱动，增大驱动电压
THANK YOU
超声波发射头
振荡电路：产生超声波传感器工作需要的40KHz频率信号。
驱动电路：增大驱动电流，有效驱动超声波振子发送超声 波。 超声波发射头：发出40KHz超声波
1.1 超声波发射电路结构
振荡电路部分
驱动电路部分
Control
1.2 振荡电路原理
振荡电路部分 9V
IC1输出信号的周期为T1
TH=0.7（R1+R2）C1 =71ms TL=0.7* R2*C1 =1ms T1= 0.7（R1+2R2）C1 =72ms
超声波焊接机电路原理
超声波焊接机电路原理
超声波焊接是一种常用的焊接技术，其原理是利用高频的超声波震动能量将两个物体连接在一起。
超声波焊接机的电路主要包括超声波发生器、超声波振动系统和控制系统。
超声波发生器是超声波焊接机的核心部件，其主要功能是产生高频的电信号，并将其转换为超声波能量。
超声波发生器通常包括振荡电路和功率放大电路。
振荡电路产生高频的振荡信号，而功率放大电路将振荡信号放大至足够的能量以供超声波振动系统使用。
超声波振动系统是将电能转换为机械振动能量的部件。
它通常由压电陶瓷片和振动装置组成。
振动装置通过与压电陶瓷片的耦合将电能转换为机械振动能量，并将其传递到焊接部位。
超声波振动系统的频率和振幅可以通过控制电路进行调节，以适应不同焊接需求。
控制系统是超声波焊接机的智能化部分，主要用于控制焊接过程的参数和监测焊接质量。
控制系统通常包括微处理器、传感器和执行器。
微处理器负责接收和处理各种信号，并根据预设的焊接参数来控制超声波振动系统的工作。
传感器用于监测焊接过程中的温度、压力和位移等参数，并将其反馈给控制系统。
执行器则根据控制系统的指令来调整焊接过程的参数，以实现最佳的焊接效果。
总之，超声波焊接机的电路原理主要包括超声波发生器、超声
波振动系统和控制系统。
这些部件协同工作，将电能转换为超声波能量，并实现对焊接过程的精确控制，以确保焊接质量。
超声波发射电路 原理
超声波发射电路原理
超声波发射电路是一种用于发射超声波信号的电路。
它的工作原理主要包括以下几个方面。
1.脉冲发生器：超声波发射电路通常使用脉冲发生器来产生高频脉冲信号。
脉冲发生器会产生一系列短暂的、高频的电压脉冲。
2.驱动电路：脉冲信号需要经过驱动电路进行放大。
驱动电路可以采用放大器或运算放大器等元件，以增大信号的幅度。
3.超声波发射器：驱动电路将信号发送到超声波发射器，该发射器由压电材料构成。
压电材料在受到电压激励时会产生机械振动，这些振动波形即为超声波信号。
4.传输信道：超声波信号在发射器后传输到目标位置。
常见的传输信道包括空气、水、固体等介质。
超声波在传输过程中受到介质的衰减和散射等影响。
超声波发射电路的设计需要考虑发射频率、信号幅度、功耗以及信号的方向性等因素。
为了提高发射效果，还可以采用谐振腔、聚焦器等辅助装置。
此外，为了确保安全，还需要在电路中添加保护电路，防止过载和短路等问题。
超声波驱动电路原理
超声波驱动电路原理
嘿，朋友们！今天咱来聊聊超声波驱动电路原理。
你说这玩意儿像不像一个神奇的指挥家呀！它能让超声波这个“小乐团”乖乖听话，奏出美妙的“乐章”。
想象一下，电流就像一群充满活力的小精灵，在电路里欢快地奔跑着。
而超声波驱动电路呢，就是给这些小精灵们指引方向的指挥员。
它告诉这些电流小精灵们该往哪儿跑，怎么跑，才能让超声波乖乖地按照我们的要求来工作。
你看啊，在这个电路里，有各种各样的元件，就像乐队里不同的乐器一样。
这些元件相互配合，共同努力，才能让整个电路正常运转起来。
比如说那个电阻，它就像是一个小堤坝，能控制电流的大小，让电流不要太“任性”。
还有电容，它就像一个小水库，可以储存电能，在需要的时候再释放出来。
那这个神奇的指挥家是怎么工作的呢？其实啊，它通过一些复杂又巧妙的方式，把电能转化成超声波的能量。
这就好比是把小精灵们的活力转化成了美妙的音乐。
这里面涉及到很多高深的知识呢，什么振荡啦，什么放大啦，是不是听起来就很厉害？
咱就说，要是没有这个超声波驱动电路，那我们生活中的很多东西可就没法玩啦！比如那些利用超声波的设备，像什么超声清洗器啦，没有它，怎么能把那些脏兮兮的东西洗得干干净净呢？还有超声测距仪，要是没有它准确地测量距离，那很多事情不就乱套啦？
所以啊，可别小看了这个超声波驱动电路。
它虽然小小的，藏在那些设备里面，但它的作用可大着呢！它就像一个默默奉献的幕后英雄，为我们的生活带来了很多便利和惊喜。
总之呢，超声波驱动电路原理就是这么神奇，这么有趣！它让我们的生活变得更加丰富多彩，更加充满科技的魅力。
你说是不是很有意思呀？。
数字式超声波测距电路原理
1 引言超声波在气体、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。
2 超声波测距仪电路组成和工作原理超声波测距仪由超声波发生电路、超声波接收放大电路、计数和显示电路组成。
2．1 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1 ms，即tw≈1．1R5C5≈1 ms。
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≈40 kHz。
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40 kHz、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。
40 kHz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。
查看原图（大图）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。
自制不用单片机的超声波测距仪电路
自制不用单片机的超声波测距仪电路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。
本款是国外不使用单片机的超声波测距仪。
实物图如下：一、电路原理原理图如下：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 msecTH = 0.69 x (RA + RB) x C= 0.69 x 9250 x 103 x 0.01 x 10-6 = 64 msecIC2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=1000pFTL = 0.69 x RB x C= 0.69 x 15 x 103 x 1000 x 10-12 = 10μsecTH = 0.69 x (RA + RB) x C= 0.69 x 16.5 x 103 x 1000 x 10-12 = 11μsecf = 1/(TL + TH)= 1/((10.35 + 11.39) x 10-6) = 46.0 KHzIC3（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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CPLD技术在时差法超声波流量计中的应用摘要：研究了多通道时差法超声波流量计的测量原理，介绍了流量计系统的硬件组成和实现方法，概述了软件功能和软件流程设计。
采用CPLD+AVR单片机实现高精度计时、复杂逻辑控制以及采样控制和多机通讯，以提高流量计测量系统的精度和稳定性。
关键词：CPLD；时差法；超声波流量计；单片机1 概述时差法超声波流量计由于精度高，换能器结构简单，不影响流体流动形态而被广泛应用。
本设计中的超声波流量计是一套由计算机控制的多通道时差法超声波流量测量系统，可用于测量多个通道液体流速、瞬时流量和累计流量。
设计中采用了ALTERA公司生产的大规模复杂可编程逻辑器件（CPLD）：MAX7000S系列EPM7128S。
为了提高测量精度和稳定性，利用CPLD大规模复杂可编程特点，在逻辑电路中设计了发射波抑制电路、激励脉宽可电调整电路和数字倍频计数器电路。
发射波抑制电路有效地抑制了发射激励波的干扰；激励脉宽可电调整电路能够方便地适配不同特性探头对激励脉宽的要求；数字倍频计数器电路提高了计时精度。
由于CPLD高速、高稳定性、高可靠性和现场可编程的特点，大大提高了超声波流量计测量系统的精度和可靠性。
主机使用新型高性能、低功耗、RISC结构、内载FLASH的AVR单片机AT90S8515。
8515带有一个全双工的通用串行异步收发器，可方便的与多台仪表进行通讯，从而实现分布式测量系统。
EPM7128S内部还设计有AT90S8515的外扩总线、译码电路和输入输出等接口。
8515以外扩RAM的访问形式操作EPM7128S内部所有资源，进行通道切换、控制采样过程、读取键盘等操作。
实现的主要功能有：测量8个通道的流速、瞬时流量、累计流量，显示出错报警等信息。
2 时差法超声波流量计的测量原理和影响测量精度的因素分析2.1 时差法超声波流量计的测量原理2超声波在流体中的传播速度与流体流动速度有关，据此，可以实现流量测量。
超声波的发射和接收采用双探头方式，发射和接收传感器的材料和结构完全相同，可以互换使用或进行双向收发。
结构原理图见图1。
由于篇幅有限，有关公式推导见参考文献1，这里只给出结论。
2.2 影响流量计测量精度的因素和解决方法1精度是测量仪表的重要指标，在时差法超声波流量计流量测量中，误差来源主要来自以下几方面：⑴加工精度及温度变化对机械尺寸的影响。
声路角、管道直径D、声程L等机械参数的加工精度、温度稳定性对流量的测量有直接的影响。
在测量过程中，它们会随着温度的变化而变化。
这种误差可以通过精密加工，合理选材以及合理的结构设计使影响减到最小。
⑵温度变化对流速的影响。
超声波的传播速度随流体的温度的升高而升高，因而会给测量带来误差。
流体温度变化对精度的影响可以采用温度补偿方法通过测量流体的温度和温度补偿数学模型的计算实现自动补偿。
⑶电气特性上的误差。
器件工作不稳定、计数电路精度低会给流量测量带来误差。
为了减小该误差，我们选用100MHz、高精度、高稳定性的石英晶体振荡器作为时钟基准信号，选用大规模高速可编程逻辑器件(CPLD)来实现复杂的逻辑控制和高精度计时功能，以达到系统的稳定性和可靠性。
⑷回波波形变化和幅值变化带来误差该变化会使二值化电路的计时比较点发生变化，造成波形误差。
这种误差用硬件方法很难克服，必须借助于软件方法引入智能分析算法加以解决。
3 系统硬件组成超声波流量计测量系统原理框图如图2所示。
3.1 流量计主机硬件设计在设计中，微处理器采用ATMEL公司高性能AVR单片机AT90S8515，芯片内可下载的FLASH存储器可通过SPI串行接口对程序存储器进行系统内的重新编程。
主要功能如下：⑴人机接口：系统参数设置和存贮，液体流速、瞬时流量和累计流量显示，出错报警。
⑵通讯接口：利用RS485通讯接口与上位机通讯。
例如：修改参数、回传测量值、监控工作状态等。
RS485接口可与PC计算机实现点对多点通讯，组成多达8×128点的流量测量系统。
3.2 功能电路设计⑴超声波换能器：采用双探头完成超声波信号的发送与接收。
探头频率为2.5MHz。
⑵通道切换电路：8路电磁继电器实现通道选择，实现指定通道或循环各通道采样。
⑶方向切换电路：利用一个电磁继电器切换传感器方向，实现顺流和逆流时间测量。
⑷ D/A电压调节有三个作用：(a) 调节高压，产生400～600V的激励电压调节范围，用来形成发射电路所需发射功率。
(b) 调节放大电路增益，实现信号的增益控制。
增益调整范围：10～30dB。
(c) 调节二值化电路的参考端输入电压。
使之与放大后的回波信号相比较。
⑸8个独立式键盘可以进行功能选择、参数设置、通道切换、显示切换等操作。
⑹显示器采用LED显示。
可显示液体流速、瞬时流量、累计流量及报警等信息。
⑺CPLD实现在单片机的控制下的超声波激励、计时测量以及与单片机接口。
3.3 超声波信号处理电路超声波信号处理包括放大电路、滤波电路、二值化电路。
放大器采用高频、可电压调整增益运算放大器AD603，滤波电路采用高Q值滤波器，提高了信噪比。
二值化电路采用高速比较器MAX909。
通过放大以后的超声波回波信号经过滤波，进入二值化电路，产生回波脉冲信号，送入CPLD，进行时间测量的控制。
4 流量计软件设计软件设计包括主程序设计、通讯程序设计和中断程序设计等。
主程序设计的内容有流量计的键盘输入、显示输出、数据处理、测量控制、参数处理、参数存储等。
通过这些工作，可以实现定点及循环采样。
通讯程序采用中断、半双工通讯方式，可以实现上、下位机之间的点对多点通讯。
中断程序有定时中断、外部INT0中断。
5 CPLD时序控制逻辑电路原理设计3CPLD是新型可编程逻辑器件。
其编译环境是MAX+PLUS Ⅱ。
在本设计中，我们采用的具体型号是MAX7000S系列器件EPM7128SLC84-15。
⑴计时电路的精度本设计中的流体流速小于10m/s，声程按照300mm计算，声速为1500m/s，通过公式可以算出最大传播时间差大约为2 us左右。
在CPLD内设计有倍频电路，计数时钟频率选100MHz，因而得到相当于200MHz 的计数频率，分辨率达到1/400，满足设计精度要求。
由前述公式可知，时差随声程L增加而增大，因而分辨率也会增加，但传感器尺寸随之增加。
L 要根据实际需要确定。
⑵计时电路的设计CPLD的工作原理图如图3所示，各部分电路功能：(a) 74373为地址锁存器，锁存CPU低八位地址信号A0-A7。
74138译码器对A0-A2进行译码，产生Y0-Y7片选信号，控制对I/O口的操作。
(b) 74273产生触发器控制逻辑信号Z0-Z4及传感器方向切换信号Z5。
CPU在Y0有效时写入。
(c) SK0-SK7为8个独立键信号输入，在Y2有效时读入CPU。
(d) 通道选择信号SEL0-SEL7由CPU在Y1有效时发出。
(e) 发射波抑制电路在发射波期间禁止回波信号通过，抑制发射波干扰，防止误触发。
(f) 脉冲宽度发生器的功能是产生一定宽度的脉冲信号SA。
其脉冲宽度可以通过Z3…Z0的不同设置选择。
当FOSC=100MHz，Z3…Z0＝00H时，脉宽最小，为0.2 us; Z3…Z0＝0FFH时，脉宽最大是2.45us。
共有十六种选择。
Z4是采样启动/停止/清零控制信号。
Z4＝0停止计数，并清零计数器为下次采样做准备。
这里，探头频率为2.5MHz，脉宽取其周期的整数倍2，则Tsa=0.8 us ,所以Z3…Z0=04H，得脉宽=0.8 us。
(g) 两个16位计数器组成高精度计数器，保证在时钟的上升沿和下降沿全部计数。
Z4是清零信号，当Z4为低时，脉冲宽度发生器Z4信号有效，SA=0。
计数器qf2-16输出为00H。
发射波抑制电路输出为零。
当Z4刚开始变为高电平时，SA=1，发出一定宽度激励脉冲，产生超声波。
此时，FQ12为低，因此或门被禁止，激励波信号B909不能通过或门。
INT0保持高电平，计数器正常计数。
CLK-EN是计数使能信号，高电平有效。
当二值化电路测到回波信号时使B909负跳变，D触发器清零，其Q端INT0跳变为低电平。
产生外部中断的同时，计数使能信号CLK-EN变低，计数器qf2-16停止计数。
qf2-16的Q端是CLK上升沿计数输出值，NQ端是CLK下降沿计数输出值，由74244送到主机相加求和。
从而实现倍频计数。
(h) 四个74244在Y3、Y4、Y5、Y6分别有效时，将计数值读入CPU。
图3 CPLD工作原理⑶信号波形图如图4所示。
图4 信号波形图如图所示，△t1为发射波抑制电路作用时间，△t2是发射波产生的干扰时间。
t2-t0是传播时间。
t2-t0是传播时间。
6 结论该超声波流量计是为高炉冷却壁热负荷测量设计的，它与高炉炉墙厚度测量装置、冷却壁进出水温差测量装置共同组成一套完整的高炉炉墙厚度测量与冷却壁监测系统，可测量冷却壁热负荷以及检漏。
现场应用证明，该流量计精度高、运行稳定、可靠、达到设计要求。
参考文献：⒈徐爱钧智能化测量控制仪表原理与设计北京航空航天大学出版社1995.11⒉强发红，毛协柱时差法超声波流量计的应用技术石油化工自动化2001.1⒊宋万杰，罗丰，吴顺君CPLD技术及其应用西安电子科技大学出版社2000.6。