【技术实现步骤摘要】
本申请涉及超声测距，尤其涉及一种超声测距电路及其设备。
技术介绍
1、随着电子技术的发展，超声测距电路的设计越来越小型化、智能化，可以集成到各种超声测距设备中，如智能手机、无人机、自动驾驶汽车等。传统超声测距电路的测量精度通常受到多种因素的影响，在复杂的环境中（如电磁干扰、其他声波干扰等），超声波信号可能受到干扰或衰减，导致测距数据不准确，不能满足水下精细三维声呐扫描，以及充水溶洞扫描等应用场景的需求。传统超声测距电路存在不能准确控制超声发射、响应速度慢、测量精度不高和抗干扰能力差等问题。
技术实现思路
1、有鉴于此，本申请实施例提供一种超声测距电路和超声测距设备，能够有效控制超声波发射，提高响应速度、测量精度和抗干扰能力。
2、第一方面，本申请实施例提供一种超声测距电路，包括：集中控制模块、超声发射模块和回波处理模块，所述回波处理模块包括可编程模拟单元，所述可编程模拟单元包括依次连接的滤波子单元、信号放大子单元、对数放大子单元和信号检波子单元；
3、所述集中控制模块分别连接所述超声发射模块和所述回波处理模块的第一端，所述超声发射模块的第二端连接所述回波处理模块的第二端；
4、所述集中控制模块用于输出控制信号控制所述超声发射模块的工作状态，以使所述超声发射模块发射测距所需的超声波信号；
5、所述集中控制模块还用于对所述回波处理模块的工作模式进行控制，以使所述回波处理模块对接收到的超声回波信号进行滤波处理、增益调节和电平转换处理，得到处
6、所述可编程模拟单元用于调节所述超声回波信号在传播过程中的衰减，将经过增益调节的所述超声回波信号以差分信号形式输出；
7、所述集中控制模块还用于通过通信总线与所述可编程模拟单元进行通信，根据单路信号形式的所述超声回波信号调节所述滤波子单元对所述超声回波信号进行滤波处理的滤波参数；
8、所述集中控制模块还用于根据选择的时间增益补偿模式控制所述信号放大子单元的增益，以对所述超声回波信号的信号衰减进行补偿；
9、所述对数放大子单元用于对补偿后的所述超声回波信号进行对数变换；
10、所述集中控制模块还用于设置所述信号检波子单元的检波参数，通过编程实现所述信号检波子单元将对数变换后的所述超声回波信号进行峰值检波；
11、所述集中控制模块还用于接收所述处理后的超声回波信号，将所述处理后的超声回波信号进行信号转换，以及将信号转换结果发送到上位机。
12、在第一方面的第一种可能的实施例中，所述超声发射模块包括依次连接的第一滤波单元、驱动单元、电压转换单元和超声传感单元；
13、所述第一滤波单元用于对输入的所述控制信号进行滤波处理；
14、所述驱动单元用于根据滤波处理后的所述控制信号驱动所述电压转换单元进行电压转换，以向所述超声传感单元提供工作电压，使所述超声传感单元发射所述超声波信号。
15、在第一方面的第二种可能的实施例中，所述回波处理模块还包括电平转换单元，所述电平转换单元的第一端连接所述可编程模拟单元，所述电平转换单元的第二端连接所述集中控制模块；
16、所述电平转换单元用于将所述差分信号形式的所述超声回波信号转换为单路信号形式输出；
17、所述集中控制模块还用于采集所述单路信号形式的所述超声回波信号，根据触发电平信号将所述单路信号形式的所述超声回波信号进行信号转换。
18、在第一方面的第三种可能的实施例中，所述回波处理模块还包括保护单元和第二滤波单元，所述保护单元的第一端连接所述超声回波信号的接收端，所述保护单元的第二端连接所述第二滤波单元的第一端，所述第二滤波单元的第二端连接所述可编程模拟单元；
19、所述保护单元用于对所述超声回波信号的接收端进行信号限幅和反向保护，所述第二滤波单元用于对所述超声回波信号分别进行高通滤波和低通滤波。
20、在第一方面的第四种可能的实施例中，所述集中控制模块包括主控芯片、第一功能端口、第二功能端口和第三功能端口，所述主控芯片分别连接所述第一功能端口、所述第二功能端口和所述第三功能端口，所述第一功能端口用于连接所述超声发射模块，所述第二功能端口用于连接所述回波处理模块，所述第三功能端口用于连接所述上位机；
21、所述第一功能端口包括控制信号输出端口；
22、所述第二功能端口包括参数配置端口、片选端口、复位端口、时钟信号输出端口、读写控制端口、信号采集端口和触发电平端口；
23、所述第三功能端口包括网络端口。
24、在第一方面的第五种可能的实施例中，所述第一滤波单元包括第一rc滤波网络，所述驱动单元包括微控制器芯片；
25、所述第一rc滤波网络的第一端连接所述集中控制模块，所述第一rc滤波网络的第二端连接所述微控制器芯片的第一端，所述微控制器芯片的第二端连接所述电压转换单元。
26、在第一方面的第六种可能的实施例中，所述电压转换单元包括第一开关子单元和变压器，所述超声传感单元包括第二开关子单元和超声传感器；
27、所述第一开关子单元的第一端连接所述驱动单元，所述第一开关子单元的第二端分别连接所述变压器的输入端和分接端，所述变压器的输出端连接所述第二开关子单元的第一端，所述第二开关子单元的第二端连接所述超声传感器。
28、在第一方面的第七种可能的实施例中，所述保护单元包括第一双向二极管、第二双向二极管、第一电感、第二电感和第一分压电阻；
29、所述第一双向二极管的阴极连接所述超声回波信号的第一接收端，所述第一双向二极管的阳极连接所述第一电感的第一端，所述第一双向二极管的阴极连接阳极，所述第一电感的第二端连接所述第二滤波单元；
30、所述第一双向二极管和所述第二双向二极管的公共端接地；
31、所述第二双向二极管的阴极连接所述超声回波信号的第二接收端，所述第二双向二极管的阳极连接所述第二电感的第一端，所述第二双向二极管的阴极连接阳极，所述第二电感的第二端连接所述第二滤波单元。
32、在第一方面的第八种可能的实施例中，所述第二滤波单元包括第二rc滤波网络；
33、所述第二rc滤波网络的第一端连接所述第一电感的第二端；所述第二rc滤波网络的第二端连接所述第二电感的第二端，所述第二rc滤波网络的第三端连接所述可编程模拟单元。
34、第二方面，本申请实施例提供一种超声测距设备，包括上述的超声测距电路。
35、本申请的实施例具有如下有益效果：
36、本实施例的一种超声测距电路，包括：集中控制模块、超声发射模块和回波处理模块；回波处理模块包括可编程模拟单元，可编程模拟单元包括依次连接的滤波子单元、信号放大子单元、对数放大子单元和信号检波子单元；集中控制模块用于输出控制信号控制超声发射模块的工作状态，以使超声发射模块发射测距所需的超声波信号；本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种超声测距电路，其特征在于，包括：集中控制模块、超声发射模块和回波处理模块，所述回波处理模块包括可编程模拟单元，所述可编程模拟单元包括依次连接的滤波子单元、信号放大子单元、对数放大子单元和信号检波子单元；
2.根据权利要求1所述的超声测距电路，其特征在于，所述超声发射模块包括依次连接的第一滤波单元、驱动单元、电压转换单元和超声传感单元；
3.根据权利要求1所述的超声测距电路，其特征在于，所述回波处理模块还包括电平转换单元，所述电平转换单元的第一端连接所述可编程模拟单元，所述电平转换单元的第二端连接所述集中控制模块；
4.根据权利要求1所述的超声测距电路，其特征在于，所述回波处理模块还包括保护单元和第二滤波单元，所述保护单元的第一端连接所述超声回波信号的接收端，所述保护单元的第二端连接所述第二滤波单元的第一端，所述第二滤波单元的第二端连接所述可编程模拟单元；
5.根据权利要求1所述的超声测距电路，其特征在于，所述集中控制模块包括主控芯片、第一功能端口、第二功能端口和第三功能端口，所述主控芯片分别连接所述第一功能端口、所述第二功能
6.根据权利要求2所述的超声测距电路，其特征在于，所述第一滤波单元包括第一RC滤波网络，所述驱动单元包括微控制器芯片；
7.根据权利要求2所述的超声测距电路，其特征在于，所述电压转换单元包括第一开关子单元和变压器，所述超声传感单元包括第二开关子单元和超声传感器；
8.根据权利要求4所述的超声测距电路，其特征在于，所述保护单元包括第一双向二极管、第二双向二极管、第一电感、第二电感和第一分压电阻；
9.根据权利要求8所述的超声测距电路，其特征在于，所述第二滤波单元包括第二RC滤波网络；
10.一种超声测距设备，其特征在于，包括如权利要求1-9中任一项所述的超声测距电路。
...【技术特征摘要】
1.一种超声测距电路，其特征在于，包括：集中控制模块、超声发射模块和回波处理模块，所述回波处理模块包括可编程模拟单元，所述可编程模拟单元包括依次连接的滤波子单元、信号放大子单元、对数放大子单元和信号检波子单元；
2.根据权利要求1所述的超声测距电路，其特征在于，所述超声发射模块包括依次连接的第一滤波单元、驱动单元、电压转换单元和超声传感单元；
3.根据权利要求1所述的超声测距电路，其特征在于，所述回波处理模块还包括电平转换单元，所述电平转换单元的第一端连接所述可编程模拟单元，所述电平转换单元的第二端连接所述集中控制模块；
4.根据权利要求1所述的超声测距电路，其特征在于，所述回波处理模块还包括保护单元和第二滤波单元，所述保护单元的第一端连接所述超声回波信号的接收端，所述保护单元的第二端连接所述第二滤波单元的第一端，所述第二滤波单元的第二端连接所述可编程模拟单元；
5.根据权利要求1所述的超声测距电路，其特征在于，所述集中控制模...
【专利技术属性】
技术研发人员：张威，谭天元，王志敏，王浩明，
申请(专利权)人：贵州省水利水电勘测设计研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：
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