一文看懂超声波接近探测器知识

超声波接近探测器 用超声波压电陶瓷换能器，工作在40kHz的匹配对，组成发射和接收网络，外加电源构成的超声波接近探测器，如附图所示。这种能探测人身接近的装置，有广泛的用途，例如在展厅的展台上，当对产品感兴趣的参展者接近产品展台时，可立即自动触发播放预先录制好介绍所展产品的音／视频信息。也可用于为确保安全，防止闲人靠近的安防场所等。
 

图1是发射电路，该电路由CMOS时基电路IC7555(IC1)组成超声波发射器。由7555和外接元件构成一种双稳态多谐振荡器，用电位器UR1调整频率，调整到超声压电陶瓷发射的40kHz谐振频率。T1、T2互补对管组成换能器TX1的缓冲激励器．激励TX1定向发射超声波。因换能器吸收了IC1的峰值电流，所以电路振荡十分稳定。
 

图2是接收电路，为了可靠吸收人体接近反射的微弱超声波信号，接收电路的前置级．由N1、N2组成两级高增益放大器，预先对超声波接收换能器RX1，所接收的超声波反射信号进行放大(每级增益的80倍)。放大输出信号经D1检波后，进入由C5和R10组成的滤波电路，旁路掉超声区域内环境瞬时噪声(杂波)和40kHz超声波基频，只取出反射信号的负电平。 该负电平送至由N3组成的比较器反相输入端，与正相端基准电平比较后，输出正脉冲。也即将不太规则的反射信号，整形成很规整的触发脉冲信号，同时LED1点亮。 利用该脉冲．可触发定时器或单稳态电路，转换成所需的宽脉冲控制信号，去控制相应的如前所述的应用场合。 这里的N1、N2，N3采用四运放LM324，不仅价格低、性能好；开环增益高、带宽、偏置电流小，而且可单电源工作。也可采用CA3130或CA3140等单运放。 所述电路采用印制板(PCB)安装，试制时可采用市上常见的万用试验PCB板．最好选用焊盘孔距为2．54mm的标准型，以便插接集成芯片工作。但发射和接收电路应配合互校，方法是首先相对调准发射接收频率(调VR1)，逐渐拉开距离调校，达到最佳匹配；然后调整超声发射信号，选取经特定位置的接近者，反射接收后的信号最大、干扰最小的最佳接收位置。 图是超声压电陶瓷换能器(40kHz)的安装示意图。