[实用新型]一种应用于超声波燃气表的连续可变增益放大电路

说明书

本实用新型公开了一种应用于超声波燃气表的连续可变增益放大电路，包括收发切换及激发一体化电路、回波模拟放大电路与高频峰值信号保持电路，收发切换及激发一体化电路包括第一换能器、第二换能器与开关组，第一换能器或第二换能器所接收的超声波信号经由开关组得到差分信号并传递给回波模拟放大电路，回波模拟放大电路包括若干个运放构成的运算放大器组，差分信号通过回波模拟放大电路输出超声波信号并传递给高频峰值信号保持电路，高频峰值信号保持电路包括功率检波器与第七运算放大器，超声波信号通过功率检波器整形为低频的包络信号，低频的包络信号通过第七运算放大器保持信号供采样。减少气体介质性质变化对所接收回波幅值的影响。

技术领域

本实用新型涉及一种超声波燃气表内的检测电路，尤其是涉及一种应用于超声波燃气表的连续可变增益放大电路，是超声波流量检测的前端电路设计。

背景技术

超声波流量检测方式目前已有广泛的应用，但目前国内并没有成熟的超声波燃气表推出。其难点主要在于表内超声波的传播介质为气体，在不同温度以及压力下其体积、密度会发生变化，其次我国各地的燃气组分有所差异。

根据超声波燃气表检定规程，其检定所用气体介质为空气。而常温常压下同一换能器对在固定电压激励下所接收到的回波，受气体介质性质变化的影响有着较大的差异。主要表现为超声波传播速度的变化导致的飞行时间变化以及声波传播过程中衰减率的变化导致的回波幅值的变化。

这就要求超声波燃气表在不同气体介质（如空气、天然气、煤气等）中，在不同的工况条件下（如变化的温度、压力等），均能准确计量。因此，本实用新型的设计人为了实现这一目标，在超声波燃气表中采用连续可变增益模拟前端最大限度地减少气体介质性质变化对所接收回波幅值的影响。现提出一种基于连续可变增益放大电路，对信号进行处理。再结合德国ACAM公司的TDC-GP22飞行时间测量芯片的首波检测模式功能，通过外部增加回波幅值测量电路实现了对超声波换能器回波信号幅值的闭环控制，有效解决了超声波换能器信号回波较弱情况下首波与噪声无法区别导致的后端比较器信号误触发的问题。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种应用于超声波燃气表的连续可变增益放大电路，能够最大限度地减少气体介质性质变化对所接收回波幅值的影响，为后续的TDC-GP22飞行时间测量芯片提供AD采样的信号。

本实用新型解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种应用于超声波燃气表的连续可变增益放大电路，包括收发切换及激发一体化电路、回波模拟放大电路与高频峰值信号保持电路，所述的收发切换及激发一体化电路包括第一换能器、第二换能器与开关组，第一换能器或第二换能器所接收的超声波信号经由开关组得到差分信号并传递给回波模拟放大电路，所述的回波模拟放大电路包括若干个运放构成的运算放大器组，差分信号通过回波模拟放大电路输出超声波信号并传递给高频峰值信号保持电路，所述的高频峰值信号保持电路包括型号为LTC5507的功率检波器与第七运算放大器，超声波信号通过功率检波器整形为低频的包络信号，低频的包络信号通过第七运算放大器保持信号供采样。

本实用新型进一步的优选方案：所述的开关组均采用双联开关，开关组包括第一开关、第二开关、第五开关、第六开关、第七开关与第八开关，所述的第一换能器的两端分别连接第一开关的公共端、第二开关的公共端，所述的第一开关的支点一连接到第五开关的支点一，第五开关的公共端输出P路信号，所述的第一开关的支点二通过第七开关可选择连接电源或地线，所述的第二开关的支点一连接到第六开关的支点一，第六开关的公共端输出N路信号，所述的第二开关的支点二通过第八开关可选择连接电源或地线，所述的P路信号与N路信号构成差分信号传递给回波模拟放大电路。