低压电源驱动的超声波发射接收电路由低压驱动的超声波发射电路和低噪声接收电路构成。所述低噪声接收电路由隔离电路、电压跟随电路、带通滤波以及程控放大电路组成。超声波发射电路利用低压直流电源产生高压激发脉冲，不仅可以提高检测灵敏度，增加检测有效范围，提高检测信号的抗干扰能力，同时可以使得发射电路的体积减小，成本降低，利于超声波检测系统的小型化；接收电路采用高阻抗运放LF257和超低噪声可变增益集成运放AD604,引入简单而有效的二阶带通滤波电路，最终实现对超声信号的低噪声、高精度接收。
【技术实现步骤摘要】
低压电源驱动的超声波发射接收电路
本专利技术涉及一种超声波发射接收电路，尤其是一种低压电源驱动的超声波发射接收电路。
技术介绍
超声波的应用领域非常广阔，比如军事上的声呐技术，工业上的无损探伤，测距，测厚，生物医学上的诊断和手术，农业上的超声育种、超声培苗、超声催产等。在超声波应用领域中，超声波发射电路是系统中的关键部件。随着电子技术的发展和测量系统等在性能和精度方面的要求不断提高，检测仪器向高精成度、高灵敏度、低功耗及模块化方向发展。其中超声发射电路是影响其性能的关键技术。超声发射电路的主要功能是用来生产不同形式的超声波，以满足实际需要。目前，超声波发射电路设计方法众多，其供电直流电压一般较高，以产生几十到几百伏的超声激发电信号。利用低的直流电压产生高的电压激发脉冲，不仅可以提高检测灵敏度，增加检测有效范围，提高检测信号的抗干扰能力，同时可以使得发射电路的体积减小，成本降低，便于仪器小型化。
技术实现思路
本专利技术设计了一种简单实用的低压电源驱动的超声波发射接收电路。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：超声波发射接收电路由低压驱动的超声波发射电路和低噪声接收电路构成。所述低压驱动的超声波发射电路利用储能电感在瞬时放电过程中产生脉冲高电流的原理对超声波换能器进行激励。在电感式超声波发射电路中，场效应管Q为开关元件，电感L储能形成触发脉冲，不需要提供直流高压。当输入到Q的脉冲为正时，Q导通，Q相当于一个小电阻，与电阻R1、电感L串联，和低压电源一起构成回路，L中的电流快速上升进行储能。当输入到Q的脉冲为负时，Q的栅极置低，Q迅速关断，L、C1、R2组成谐振电路快速放电，在电阻R2上形成高压触发脉冲，可达到数百伏。D1、D2起单向开关作用。D3为稳流二极管，恢复速度快，常和储能元件一起使用，防止电压电流突变，提供通路，可使用在高频场合。所述低噪声接收电路由隔离电路、电压跟随电路、带通滤波以及程控放大电路组成。所述隔离电路采用限流和限幅的方法，使用两个反向串联的稳压二极管D4和D5，将输入信号限制在±5V之间。所述电压跟随电路选择LF257芯片进行电压跟随，在基本放大器中接入由电容或RC元件组成的补偿电路，来消除自激振荡。所述程控放大电路核心采用可变增益放大器AD604，其负责接收超声信号的程控放大，两个通道的电路是完全一样的。所述带通滤波电路是由电阻、电容组成的二阶无源带通滤波器。本专利技术的有益效果是：超声波发射电路利用低压直流电源产生高压激发脉冲，不仅可以提高检测灵敏度，增加检测有效范围，提高检测信号的抗干扰能力，同时可以使得发射电路的体积减小，成本降低，利于超声波检测系统的小型化；接收电路采用高阻抗运放LF257和超低噪声可变增益集成运放AD604,引入简单而有效的二阶带通滤波电路，最终实现对超声信号的低噪声、高精度接收。附图说明下面结合附图对本专利技术进一步说明。图1是电感式超声波发射电路。图2是隔离电路。图3是LF257频率补偿电路。图4是程控放大电路。图5是二阶带通滤波电路。具体实施方式在图1中，所述低压驱动的超声波发射电路利用储能电感在瞬时放电过程中产生脉冲高电流的原理对超声波换能器进行激励。在电感式超声波发射电路中,场效应管Q为开关元件，电感L储能形成触发脉冲，不需要提供直流高压。当输入到Q的脉冲为正时，Q导通，Q相当于一个小电阻，与电阻R1、电感L串联，和低压电源一起构成回路，L中的电流快速上升进行储能。当输入到Q的脉冲为负时，Q的栅极置低，Q迅速关断，L、C1、R2组成谐振电路快速放电，在电阻R2上形成高压触发脉冲，可达到数百伏。D1、D2起单向开关作用。D3为稳流二极管，恢复速度快，常和储能元件一起使用，防止电压电流突变，提供通路，可使用在高频场合。在图2中，所述隔离电路采用限流和限幅的方法，使用两个反向串联的稳压二极管D4和D5，将输入信号限制在±5V之间。在图3中，所述电压跟随电路选择LF257芯片进行电压跟随，在基本放大器中接入由电容或RC元件组成的补偿电路，来消除自激振荡。外接RC元件满足以下条件电容C2的最终确定应依据电容型号和实际电路而定。在图4中，所述程控放大电路核心采用可变增益放大器AD604，其负责接收超声信号的程控放大，两个通道的电路是完全一样的。Vin是经过电压跟随电路的超声信号，送入AD604的PAⅡ脚，然后由AD604的预放大级做+20dB（RGN空接)的放大，从PAO1脚输出，进入由R5、C7、C8和AD604差分衰减级的输入电阻构成的二阶带通滤波器。滤波后的信号由AD604差分衰减级进行衰减，然后由最后一级做+34.4dB的固定增益放大，放大结果从OUT1引脚输出,之后送A/D模块进行A/D转换。在图5中，所述带通滤波电路是由电阻、电容组成的二阶无源带通滤波器。本文档来自技高网...
【技术保护点】
低压电源驱动的超声波发射接收电路由低压驱动的超声波发射电路和低噪声接收电路构成。
【技术特征摘要】
1.低压电源驱动的超声波发射接收电路由低压驱动的超声波发射电路和低噪声接收电路构成。2.根据权利要求1所述的低压电源驱动的超声波发射接收电路，其特征是超声波发射电路利用储能电感在瞬时放电过程中产生脉冲高电流的原理对超声波换能器进行激励。3.根据权利要求1所述的低压电源驱动的超声波发射接收电路，其特征是所述低噪声接收电路由隔离电路、电压跟随电路、带通滤波以及程控放大电路组成。4.根据权利要求1所述的低压电源驱动的超声波发射接收电路，其特征是所述隔离电路采用限流和限幅的方法，使用两个反向串联的稳压二极管D4和...
【专利技术属性】
技术研发人员：纪新辉，
申请(专利权)人：纪新辉，
类型：发明
国别省市：辽宁,21
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