超声波检测电路的工作原理

　　超声波探测器或接收器电路将能够检测到所有超出人类听觉能力的高频声音。

　　这些装置将能够听到所有可能只有狗、猫和蝙蝠等动物才能听到的频率。超声波接收器电路可用于增强或扩展人类的听力能力，使其达到正常耳朵无法达到的水平。

　　电路的工作原理

　　参考下图所示的电路图，压电扬声器MIC1由压电换能器组成。

　　

　　该器件检测入站超声波信号并将其传递到晶体管Q1的基端。使用Q1和Q2的双晶体管级的工作方式类似于升压放大器级，将检测到的超声波信号提升到足以触发非常非常规混频器电路的单输入的数量。

　　IC U2 是一款四通道双边开关，其工作方式类似于用于超外差接收器的非常干净的平衡混频器电路。IC U1a的配置类似于变频方波振荡器电路。电阻R5、R6和电容C4配置为固定振荡器级的频率和调谐范围。

　　来自振荡器级的方波信号被引导到几个轨道上。在一个轨道中，U1a输出成为U2引脚12和引脚13的输入。在第二条轨道中，信号进入Q3基极，其构造类似于逆变器。

　　该逆变器产生的信号输出与输入信号异相180°。然后，来自Q3的异相信号施加到U2引脚5和6处。

　　在运算放大器的这些引脚排列处，两个输入信号（一个来自MIC1的超声波输入，另一个来自振荡器输出）混合在一起。来自MIC的超声波信号与振荡器的方波混合会产生可听组合，然后将其应用于差分放大器UIb的输入，该放大器UIb配置为提供2的电压增益。

　　引脚7处的U1b输出随后由电阻R19和C9进行滤波和清洁，以消除混合信号的高频材料。

　　由于只有差分频率才重要，因此总频率（添加到振荡器频率中的入站超声波信号）可能过高，以至于我们的耳朵听不到，被R19和C9消除，以提供彻底清洁和滤波的输出信号。

　　该清理后的输出最终提供给功率放大器U3。电阻R21配置为像电路的音量控制一样工作。

　　如何测试和使用

　　测试和使用所提出的超声波接收器电路可以借助以下步骤完成：

　　在电路打开电源的情况下，将音量和调谐控件的旋钮调整到其中段位置。接下来，将耳机固定在耳朵上，开始在压电换能器扬声器附近摩擦手指。如果电路一切正常，手指的摩擦必须听起来像砂纸刷在坚硬的表面上。

　　对于下一个测试程序，请握住一些小金属螺钉，以及一些螺母和垫圈，然后将它们放在压电传感器附近的折叠手指内。您可能会发现这听起来像巨大的金属管相互撞击。

　　在执行上述测试程序时，请确保不断调整调谐电位器，直到您的耳朵开始听到充满异常和奇怪的声音效果。

　　振荡器电路级的调谐范围可以在15 kHz和35 kHz之间。该频率范围允许用户听到 15 kHz 至接近和高于 40 kHz 的外部超声波。

　　通常，我们不可能听到 15 kHz 以上的声音，但是使用此超声波检测器电路，您将能够听到 15 kHz 以上甚至高达 40 kHz 频率的所有声音。