超聲波液位計液態介質測量高精度的探討 二十三
3．5超聲波接收電路設計
3．5．1超聲波接收電路概述
本設計使用的超聲波是縱向振動的彈性機械波，它是借助于傳播介質的分子運動而傳播的，波動方程的描述方法與電磁波的描述是類似的，這就要求在處理超聲波接收器接收的信號應采取多級放大的方法。
3．5．2超聲波接收電路功能與組成
由單片機產生脈沖信號，經三極管和變壓器放大后，通過發射接收轉換電路驅動超聲波傳感器；每次發射1個脈沖，當脈沖發射后，啟動計數器開始計數；回波信號經過發射接收轉換電路、前置放大電路、帶通濾波電路、自動增益控制(AGC)電路、絕對值變換電路、檢波電路、過零檢測電路后輸入AT89S52單片機中，觸發單片機AT89S52外部中斷，計數器停止計數并計算出渡越時間t；由于采用收發一體的超聲波傳感器，故采用了收發轉換電路來實現發送與接收的切換，考慮到量程較大，在最遠處與最近處回波衰減相差很大，超聲波回波信號隨著被測距離的變化，其幅值變化也很大，必須經過增益控制，以滿足整形電路的要求。實現增益隨時間呈指數變化的AGC電路有多種，本文設計了通過軟、硬件結合的A6C電路，它由可編程放大器AD620AN、數字電位器MAX5400結合單片機聯合實現。
事先通過實驗，在0～20米的距離內，每隔2米測量一次，把較為理想的放大倍數換算成數字電位器的抽頭位置，并把這些位置參數列表并固化到E2PROM中。單片機以定時器中斷的方式來設置增益，到了一定時刻就由內部定時器產生一次中斷，中斷服務子程序通過查表方式獲得對應的增益，然后通過SPI接口設置對應增益。
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