[发明专利]一种超声波测距芯片以及超声波测距系统

说明书

本发明公开一种超声波测距芯片以及应用该超声波测距芯片的超声波测距系统，涉及超声波测距技术领域；其特征在于，所述超声波测距芯片包括电源模块、超声波收发模块、主控模块；所述电源模块的输入端连接外部电源Vbat，其输出端连接超声波收发模块、主控模块的电源输入端；所述超声波收发模块与所述主控模块双向连接，用于按照主控模块的指令发送超声波以及判断是否有回波信号；所述主控模块根据所述回波信号的回波时间，计算障碍物距离。本发明的超声波测距芯片能够有效地减少其外围电路的电子元件的数量，有效的改善了芯片的EMC性能，并且能够降低产品的成本。

技术领域

本发明涉及超声波测距技术领域，具体涉及一种超声波测距芯片以及应用该超声波测距芯片的超声波测距系统。

背景技术

由于超声波指向性强，能量消耗缓慢，在介质中传播的距离较远，因而超声波经常用于距离的测量，如测距仪和物位测量仪等都可以通过超声波来实现。利用超声波检测往往比较迅速、方便、计算简单、易于做到实时控制，并且在测量精度方面能达到工业实用的要求；并且利用超声波测距时，不受光线、被测对象颜色等的影响，在较恶劣的环境也具有一定的适应能力，用途极度广泛。

采用超声测距，均需要超声波传感器，而超声波芯片也是超声波传感器必不可少的元器件，现有产品的超声波芯片的周边电路元器件结构复杂，电子元器件较多，使PCB布局紧张，不仅影响了超声波芯片的EMC(电磁兼容)性能，而且造成了超声传感器的成本较高。

发明内容

本发明的第一目的旨在提供一种超声波测距芯片，该芯片能够有效地减少其周边外围电路的元器件的构成就能够实现超声波测距功能，成本低，测距准确。本发明的第一目的通过以下技术方案实现：

一种超声波测距芯片，其特征在于，包括电源模块、超声波收发模块、主控模块；

所述电源模块的输入端连接外部电源Vbat，输出端分别连接超声波收发模块、主控模块的电源输入端；所述超声波收发模块与所述主控模块双向连接；

所述超声波收发模块包括信号放大单元、模数转换单元、信号处理单元、超声波前端控制单元以及传感器驱动单元；所述超声波前端控制单元的一个输出端连接所述传感器驱动单元的输入端，所述超声波前端控制单元还给所述信号放大单元提供放大增益系数，所述超声波前端控制单元与所述主控模块双向连接；所述传感器驱动单元的输出端发送超声波信号；所述信号放大单元的信号输入端接收回波信号，其输出端连接模数转换单元的输入端；所述模数转换单元的输出端连接所述信号处理单元的输入端；所述信号处理单元的输出端连接所述超声波前端控制单元的输入端。

本发明的超声波片的所述超声波收发模块用于按照主控模块的指令发送超声波以及判断是否有回波信号；所述主控模块根据所述回波信号的回波时间，计算障碍物距离。所述超声波前端控制单元根据所述主控单元的指令控制所述传感器驱动单元输出超声波信号；所述信号放大单元用于接收所述回波信号，按照所述放大增益系数对其输入信号进行放大；所述模数转换单元对信号放大单元放大的信号进行采样；所述信号处理单元对模数转换单元采样后的信号进行滤波；所述超声波前端控制单元将信号处理单元滤波后的信号按照预先设定的比较阈值进行比较，判断是否具有回波信号，当有超过比较阈值的信号时，发送结果给主控模块。

进一步地，所述电源模块包括第一电压调整单元以及第二电压调整单元；所述第一电压调整单元的输出端连接所述超声波收发模块的电源输入端；所述第二电压调整单元的输出端连接所述主控模块的电源输入端。

进一步地，还包括ADC模块，所述ADC模块包括模数转换器以及多路选择开关，所述多路选择开关设置在所述模数转换器输入端以及所述ADC模块的多个输入端之间，所述ADC模块的多个输入端分别连接第一电压调整单元的输出端、第二电压调整单元的输出端、外部电源Vbat；通过控制多路选择开关的各个开关的通断以选择输入给所述模数转换模块的输入信号；所述模数转换器的输出端连接主控模块的输入端。