[发明专利]一种基于超声波测距的功率放大电路

说明书

技术领域

本发明涉及到超声波发射的技术领域，尤其涉及到一种基于超声波测距的功率放大电路。

背景技术

超声波测距作为一种非接触性的检测方法，因其结构简单紧凑、可靠性高、价格低廉、实时性强等优点，近年来已经得到了广泛应用，如液位测量，修路过程中路面平整检测，汽车倒车雷达，机器人辅助视觉识别系统等。

但因超声波在空气中传播时受到诸如环境温度、湿度、风速等影响，传统的超声波测距系统精度普遍较低，且因超声波频率较高，回波信号非常弱；目前市场上有采用通过增加硬件温度补偿模块的方法，但是仅在一定程度上避免因环境温度变化带来的测量误差，也有采用小波等处理方法，但是都不能弥补回波信号弱的本质缺陷，因此，需要提供一种适用范围宽的高精度超声波测距功率放大电路。

发明内容

本发明提供一种基于超声波测距的功率放大电路,解决的上述问题。

为解决上述问题，本发明提供的技术方案如下：

一种基于超声波测距的功率放大电路，包括发射电路、接收电路、发射探头和接收探头，所述发射电路的输出端与所述发射探头的输入端电连接，所述发射探头的输出端与所述接收探头的输入端无线连接，所述接收探头的输出端与所述接收电路的输入端电连接；

所述发射电路包括限流电阻R1、功率推挽放大单元、CMOS管保护单元和高频变压器保护单元且相邻两者依次电连接；

所述接收电路包括两级运放电路、二阶带通滤波电路和比较电路且相邻两者依次电连接。

优选的，所述功率推挽放大单元为三极管Q1和三极管Q2并联，CMOS管保护单元包括电容C1、电阻R2和CMOS管，所述电容C1与所述电阻R2串联后再与所述CMOS管并联，高频变压器保护单元包括高频变压器和电阻R3，所述高频变压器的输出端与所述电阻R3并联；

所述限流电阻R1的一端与信号输入连接，相对应另一端与所述功率推挽放大单元的基极电连接，所述功率推挽放大单元的集电极接地，所述电容C1的负极和所述CMOS管的G极均与所述功率推挽放大单元的发射极电连接，所述CMOS管的D极接地，所述电阻R2的一端与电源+5V电连接，相对应另一端与所述电容C1的正极电连接，同时所述电容C1的正极和所述CMOS管的S极与所述高频变压器的输入端电并联，所述高频变压器的输出端与所述电阻R3并联，所述电阻R3在与所述发射探头并联。

优选的，所述两级运放电路包括第一运放电路和第二运放电路，所述第一运放电路包括第一运算放大器U1A和第二运算放大器U1B，所述第一运算放大器U1A的引脚4和引脚8分别接电源的正极和负极，电阻R10并联在所述第一运算放大器U1A的信号输入引脚2和信号输出引脚U1A两端，所述第一运算放大器U1A的信号输入引脚3经过电阻R7接地，所述第一运算放大器U1A的信号输入引脚2、电阻R6、电容C2、电阻R4、与所述接收探头并联的电阻R5且相邻两者依次电连接，所述第一运算放大器U1A的信号输出引脚1通过电容C6与电阻R9的一端电连接；所述第二运算放大器U1B的信号输入引脚6和输入引脚5分别与电阻R9的另一端电连接和通过电阻R8接地，所述电阻R11并联在所述第二运算放大器U1B的信号输入引脚6和信号输出引脚7两端，所述第二运算放大器U1B的信号输出引脚7与所述二阶带通滤波电路的电容C7的负极串联；

所述二阶带通滤波电路包括第三运算放大器U2A，所述电容C7的正极与电阻R12的一端电连接，电容C8的负极接地，所述电容C8的正极和电容C9的正极均与所述电阻R12的另一端电连接，所述电容C9的负极和所述第三运算放大器U2A的信号输入引脚2均与电阻R13的一端电连接，所述电阻R13的另一端接地，所述第三运算放大器U2A的信号输入引脚3通过电阻R15接地，所述第三运算放大器U2A的引脚8和引脚4分别与电源的正极和电源的负极电连接，电阻R14并联在所述第三运算放大器U2A的信号输入引脚3和信号输出引脚1两端，电阻R16并联在所述电容C9的正极和所述第三运算放大器U2A的信号输出引脚1的两端，所述第三运算放大器U2A的信号输出引脚1与电容C10的负极电连接。