AD603应用电路之超声波检测电路

马也 发表于 2017-12-04 10:28:05 收藏 已收藏
赞(0) •  评论(0

AD603应用电路之超声波检测电路

马也 发表于 2017-12-04 10:28:05

  超声检测回波信号是一个毫伏级的信号。检测对象不同时回波信号值相差很大。针对不同检测对象的回波信号必须进行相应放大,以便后续处理分析现象,设计以AD603为核心的超声检测微弱信号放大电路,提高超声检测系统的准确性和适应性。

  AD603简介

AD603应用电路之超声波检测电路
AD603内部结构图

  AD603输入衰减器由7组R一2R梯形网络组成,信号从精密无源梯形网络的输入端(VINP)输入,输入信号的衰减量(0~42.14dB)由脚卜2(GPOS—GENG)的输入电压差VG(VG=VGPOS—VGNEG,下同)控制,控制梯形网络的“滑动触点”至相应的“节点”处,选择衰减量。其内部结构如图2。AD603根据脚5(FDBK)与脚7(VOUT)的连接方式的不同来确定放大器的增益值和增益范围,当脚5和脚7短接时,AD603的增益为40VG+10dB,增益范围为一1ldB~+31dB。当脚5和脚7断开,脚5串联1个18pF的电容接地时,其增益为40VG+30dB,增益范围为+9dB一+51dB,如果在5脚和7脚间接上电阻RExT,脚5串联1个56pF的电容接地用于频率补偿时,其增益最大值由电阻RExT确定,电阻RExT与最大增益间的关系见下图。

AD603应用电路之超声波检测电路

  控制电压VG在一500mV一+500mV间变化,控制放大器的增益G的大小,两者成线性关系变化:

  G(dB)=40Vg+Goi(i-1,2,3)

  上式中Goi分别为脚5与脚7短接、开路和外接电阻时的增益常数,即10 dB、30 dB及10—30dB的某个常数。若脚5通过一电阻接地,可获得更高的增益,最大增益约为60dB,但由于此时的输出误差较大,其使用受一定的限制。

  基于AD603的超声波检测电路

  超声波检测较厚材料,或超声波发射电路激励电压较小时,超声波接收探头接收到的回波信号很微弱,只有几毫伏,所需增益较大;反之,超声波检测较薄材料,或激励电压较大时,回波信号相对较强,有几百毫伏,所需增益较小。为提高超声检测系统的检测范围和系统的适应性,采用AD603与精密放大器AD844级联使用的方式组成超声检测信号放大电路。AD844是单片型的电流反馈宽带高速运算放大器,具有低失真、低噪声、低漂移和宽频带的优点,还具有增益偏差小,相位差小的特点。当AD603与AD844级联使用时,不仅能获得需要的高增益,还能避免增益误差的过大。如下图。

AD603应用电路之超声波检测电路

  程控放大器AD603的信号输入最大电压是±1.4V(有效值lV),最高也可达到±2V,但会使高频信号失真。若采用回波信号先经固体增益运算放大器AD844固定放大,再由AD603程控放大,对于检测较薄材料几百毫伏的回波信号会产生失真。故采用先AD603后AD844的级联方式,级间采用0.1心电容耦合,可提高系统稳定性。

  系统电源设为±5V。电阻l玎与电容C1形成1个信号延时电路,延时10ps(I玎×C1)。脚5与脚7间接有电阻R1=2.49kQ,由图3可知,此时AD603的最大增益约为4ldB。AD603的脚1和脚2分别与DAC0和DACl单片机ADuC812的输出引脚相连。单片机ADUC812通过超声波发射波与回波的时间差输出适当的模拟电压,控制AD603的增益。电路中,R2与R3决定了AD844的信号固定放大倍数为lO倍(500/50)。RL和CL是AD844的负载。另外,在使用AD603过程中,脚4(COMM)必须直接接地,若接电阻则会影响增益的准确性。放大电路用于超声检测系统,超声回波信号从电路左端输入,经AD603程控放大,单片机输出稳定电压控制增益,使放大后的回波信号最大幅值不超过500mv,再由AD844固定放大10倍,使回波信号在O一5V间输出,为后续回波信号处理做准备。

  总结

  本文描述的超声波检测电路有效地提高了微弱信号检测的准确性、适应性和稳定性。

收藏

相关话题
文章来源栏目

评论(0)

加载更多评论

参与评论

相关文章

分享到

QQ空间 QQ好友 微博
取消