可识别超声波回波时间的延迟脉冲发生电路

可识别超声波回波时间的延迟脉冲发生电路

电路的功能

在处理超声波的反射信号时，为了作到只有特定的反射距离才有效，让反射时间与发送信号时间有一定的延迟，然后产生门脉冲，用门脉冲与反射波相“与”，取出反射波信号。反射物质的距离改变时，反射波到达的时间也跟着改变。设定门脉冲宽度，使之进行宽口检测，便可将反射波作为报警输出。

电路工作原理

声波的传播速度为340M/S，假定声波往返距离为2M~20M，延迟时间则为5.88~58.8MS。如果窗口宽度为10CM~1M，门脉冲宽度PW约为300US~3MS。

延时定时器IC也可用555，但本电路选用了4000系列的C-MOS（4538B）IC，目的在于使电路简化。定时时间T计算简便，可用T=公式，与电源电压VDD无关。

触发信号使晶体管TT1在触发脉冲的上升边导通，延时定时器开始定时，脉冲宽度PD根据PD=C2（R4+VR1）公式求出，可在4.7MS~51.7MS范围内变化。

定时结束，Q输出由“L”电平变为“H”电平，触发下一级定时电路。4538B可以自由选择触发脉冲的极性，可直接耦合，此外，因为使用了C-MOS IC，可以设定长延迟时间。

窗口脉冲宽度PW用PW=C3（R5+VR2）公式计算，可在300US~3.6MS范围内变化。

触发脉冲经过晶体管电路输入，是因为触发信号电平有可能超过5V逻辑电平。如果产生触发信号的振荡电路也在5V逻辑电平下工作，可把振荡电路输出直接接在A或B输入端。

元件选择

只要是小信号用的硅NPN晶体管基本上都适用于本电路。由于4000系列C-MOS单稳态多谐振振荡器4528B存在定时时间计算方法不同和精度不高等问题，本电路没有采用，用了4538B。

电容器C2、C3必须选用温度特性好的产品，如薄膜电容。正负5%误差的产品比较便宜，应根据使用情况选择R4、R5的精度。

可变电阻最好选用精度高、稳定性好、旋转10圈左右的电位器，如果用半可变电阻，可变范围缩小，也可用普通可变电阻。

组装要点

使用C-MOS单稳态多谐振荡器，对触发输入波形要求较严，稍有突跳就会误动作，所以接线要尽量短，为了保险起见，还应加电容器C1。

应用说明

本电路可用于超声波信号处理，要获得1US以下的延迟，可用74LS221或74HC221取代4538B，定时电阻RT或VR降为数千欧姆。

在调整定时电路中，IC本身的传输延时会叠加，有时可用基准时间稍为滞后的办法解决。