超声波探头应用 超声波传感器探头

40kHZ超声波发射电路(1)

40kHZ超声波发射电路之一,由F1~F3三门振荡器在F3的输出为40kHZ方波,工作频率主要由C1、R1和RP决定,用RP可调电阻来调节频率。F3的输出激励换能器T40-16的一端和反向器F4,F4输出激励换能器T40-16的另一端,因此,加入F4使激励电压提高了一倍。电容C3、C2平衡F3和F4的输出,使波形稳定。电路中反向器F1~F4用CC4069六反向器中的四个反向器,剩余两个不用(输入端应接地)。电源用9V叠层电池。测量F3输出频率应为40kHZ±2kHZ,否则应调节RP。发射超声波信号大于8m。

40kHZ超声波发射电路(2)

40kHZ超声波发射电路之二,电路中晶体管VT1、VT2组成强反馈稳频振荡器,振荡频率等于超声波换能器T40-16的共振频率。T40-16是反馈耦合元件,对于电路来说又是输出换能器。T40-16两端的振荡波形近似于方波,电压振幅接近电源电压。S是电源开关,按一下S,便能驱动T40-16发射出一串40kHZ超声波信号。电路工作电压9V,工作电流约25mA。发射超声波信号大于8m。电路不需调试即可工作。

40kHZ超声波发射电路(3)

40kHZ超声波发射电路之三,由VT1、VT2组成正反馈回授振荡器。电路的振荡频率决定于反馈元件的T40-16,其谐振频率为40kHZ±2kHZ。频率稳定性好,不需作任何调整,并由T40-16作为换能器发出40kHZ的超声波信号。电感L1与电容C2调谐在40kHZ起作谐振作用。本电路适应电压较宽(3~12V),且频率不变。电感采用固定式,电感量5.1mH。整机工作电流约25mA。发射超声波信号大于8m。

40kHZ超声波发射电路(4)

40kHZ超声波发射电路之四,它主要由四与非门电路CC4011完成振荡及驱动功能,通过超声换能器T40-16辐射出超声波去控制接收机。其中门YF1与门YF2组成可控振荡器,当S按下时,振荡器起振,调整RP改变振荡频率,应为40kHZ。振荡信号分别控制由YF4、YF3组成的差相驱动器工作,当YF3输出高电平时,YF4一定输出低电平;YF3输出低电平时,YF4输出高电平。此电平控制T40-16换能器发出40kHZ超声波。电路中YF1~YF4采用高速CMOS电路74HC00四与非门电路,该电路特点是输出驱动电流大(大于15mA),效率高等。电路工作电压9V,工作电流大于35mA,发射超声波信号大于10m。

40kHZ超声波发射电路(5)

40kHZ超声波发射电路之五,由LM555时基电路及外围元件构成40kHZ多谐振荡器电路,调节电阻器RP阻值,可以改变振荡频率。由LM555第3脚输出端驱动超声波换能器T40-16,使之发射出超声波信号。电路简单易制。电路工作电压9V,工作电流40~50mA。发射超声波信号大于8m。LM555可用NE555直接替代,效果一样。

双稳态超声波接收机电路

由于单稳态接收机无记忆功能,所以不能用在家用电器的开与关中,适用面不宽。是一种双稳态超声波接收机电路,它的前级电路同图2-186电路完全一样,只是执行电路不同。

电路中,由VT5、VT6及相关辅助元件构成双稳态电路,当VT4每导通一次(发射机工作一次),触发信号经C7、C8向双稳电路送进一个触发脉冲,VT5、VT6状态翻转一次,当VT6从截止状态转变成导通状态时,VD5截止,VT7截止,继电器K释放;当再来一个触发信号时,VT6由导通转变为截止状态,VD5导通,VT7导通,继电器K吸合......由于增加了双稳电路,使之用于电灯、电扇、电视等电器遥控成为现实。调试时,在a点与+6V(电源)之间用导线快速短路一下后松开,继电器应吸合(或释放),再短路一下松开,继电器应释放(或吸合),如果继电器无反应,请检查双稳电路元件焊接质量和元件参数。一般情况下一次即可成功。

单稳式超声波接收器电路

单稳式超声波接收器电路原理图,超声波换能器R40-16谐振频率为40kHZ,经R40-16选频后,将40kHZ以外的干扰信号衰减,只有谐振于40kHZ的有用信号(发射机信号)送入VT1~VT3组成的高通放大器放大,经C5、VD1检出直流分量,控制VT4、VT5组成的电子开关带动继电器K工作。由于该电路仅作单路信号放大,当发射机每发射一次超声波信号时,接收机的继电器吸合一次(吸合时间同发射机发射信号时间相同),无记忆保持功能。可用作无线遥控摄象机快门控制、儿童玩具控制、窗帘控制等。电路中VT1β≥200,VT2β≥150,其他元件自定。电路不需调试即可工作。如灵敏度和抗干扰不够,可检查三极管的β值与电容C4的容量是否偏差太大。经实测,配合相应的发射机,遥控距离可达8m以上。在室内因墙壁反射,故没有方向性。电路工作电压3V,静态电流小于10mA。

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一、压电陶瓷超声波换能器简介

压电陶瓷超声波换能器体积小,灵敏度高、性能可靠、价格低廉,是遥控、遥测、报警等电子装置最理想的电子器件、用此换能器构成的超声波遥控开关,可使家电产品、电子玩具加速更新换代,提高市场竞争能力。
二、技术参数
灵敏度:≥—70dB / V / ubar
谐振频率:40KHZ±1KHZ(UCM—T40K1·发射用)
38KHZ±1KHZ(UCM—R40K1·接收用)
频 带 宽:2KHZ±0.5KHZ
外形尺寸:∮16mm×22.5mm
三、使用环境
温 度:—20℃~ + 60 ℃ 相对湿度:20 ±5℃时达98%
四、使用注意事项
两接线脚焊接时间不宜过长,以免器件内之焊点溶化脱焊及造成底座与接线脚之间松动。
不宜与腐蚀性物质接触

超声波遥控电路应用举例


1、超声波遥控电灯开关
这种遥控开关,电路简单,且免调试,非常适合初学者制作。
一、工作原理
为发射电路。电路采用分立器件构成,VT1和VT2以及R1~R4、C1、C2构成自激多谐振荡器,超声发射器件B被联接在VT1和VT2的集电极回路中,以推挽形式工作,回路时间常由R1、C1和R4、C2确定。超声发射器件B的共振频率使多谐振荡电路触发。因此,本电路可工作在最佳频率上。


(图2)为接收电路,结型场效应VT1构成高输入阻抗放大器,能够很好地与超声接收器件B相匹配,可获得较高接收灵敏度及选频特性。VT1采用自给偏压方式,改变R3即可改变VT1的表态工作点,超声接收器件B将接收到的超声波转换为相应的电信号,经VT1和VT2两极放大后,再经VD1和VD2进行半波整流变为直流信号,由C3积分后作用于VT3和基极,使VT3由截止变为导通,其集电极输出负脉冲,触发器JK触发D,使其翻转。JK触发器Q端的电平直接驱动继电器K,使K吸合或释放。由继电器K的触点控制电路的开关。


超声波探头应用 超声波传感器探头
 

二、元件选用
发射电路中,VT1和VT2用CS9013或CS9014等小功率晶体管,≥100。超声发射器件用SE05—40T,电源GB采用一块9V叠层电池,以减小发射器体积和重量。
接收电路中,VT1和3DJ6或是3DJ7等小功率结型场效应晶体管。VT2~VT3用CS9013,≥100。VD1和VD2用IN4148。JK触发器263B。超声接收器件用SE05—40R,与SE05—40T配对使用。继电器K用HG4310型。
超声波遥控电扇变速器
一、工作原理
(图3)为发射电路。它采用的是国产蝙蝠牌FS—A5A型电风扇的遥控发射器。这种发射器具有体积小、耗电省、工作可靠、电路简单等特点。在使用时,每按一下发射键,发射器发出约为500ms的40KHZ的超声波。发射电路的工作原理如下。
VT2和VT3构成直接耦合正反馈振荡电路,B为40KHz超声发射器件,并兼振荡电路反馈先频元件。因此,此电路可准确地振荡于超声发射器件的中心频率40KHZ。VT1和R2、C1组成500ms延时电路。R1、VD1是C1的放电通路,当按下发射键S时,VT2构成的振荡电路工作,发出超声波,同时,电源通过R2向C1充电,当C1上的电位充到1.4V时(约经过500ms),VT1导通,VT2基极以及VT3集电极电位下降为0.3V左右,振荡器停止工作,当松开发射键S时,C1通过VD1和R1迅速放电,为下一次发射作好准备.VD3和R4构成发射指示电路,当按发射键时,VD3发光。
(图4)为接收电路。CMOS非门D1~D3由R1偏置为线性放大器,总增益可达60bB以上,由于CMOS电路的输入阻抗较高,故能够很好与超声接收器件匹配。放大后的信号由C1耦合给锁相环译码器LM567的输入端3脚。当输入信号的频率落在其中心频率上时,LM567的逻辑输出端8脚由高电平变为低电平。
 

-----颜利军整理

  

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