一种超声波可控式脉冲发波驱动电路的制作方法
【技术领域】
[0001] 本实用新型属于超声波脉冲驱动技术领域，特别是一种超声波可控式脉冲发波驱 动电路。
【背景技术】
[0002] 超声波液位计是由微处理器控制的数字液位仪表，在测量过程中中超声波脉冲由 传感器(换能器）发出，声波经液体表面反射后被同一传感器接收，通过压电晶体或磁致伸 缩器件转换成电信号，并由声波的发射和接收之间的时间来计算传感器到被测液体表面的 距离。
[0003] 现有技术中，超声波液位计使用555振荡器单元产生固定频率的方波，再由CPU选 通截取一定时间的方波驱动超声波传感器探头发波，该种方式不能保证每次截取的方波相 位都是相同的，从而导致每次发波的发波特性不同，影响收波的稳定性，从而降低了测量结 果的准确性。 【实用新型内容】
[0004] 本实用新型的目的在于提供一种超声波液位计发波驱动电路及其驱动方法，通过 此驱动电路驱动超声波传感器探头可W使发波特性固定，该样在测量环境大体不变时，收 波的质量也基本稳定，使收到的测量值稳定，可靠，真实。
[0005] 为达到上述实用新型目的，本实用新型由W下技术方案实现：
[0006] 一种超声波可控式脉冲发波驱动电路，包括CPU控制器单元、555振荡器单元、发 波相位同步单元和驱动电路单元；
[0007]CPU控制器单元的一输出端连接至发波相位同步单元，555振荡器单元的输出端 分别连接至发波相位同步单元和驱动电路单元，发波相位同步单元的一输出端连接至驱动 电路单元，另一输出端连接至CPU控制器单元，驱动电路单元的输出端连接至超声波传感 器探头；
[000引发波相位同步单元包括一D触发器和一光电禪合器，D触发器的数据输入端连接 至CPU控制器单元的输出端，D触发器的数据输出正端连接至光电禪合器的输入端，D触发 器的时钟端连接至555振荡器单元的输出端，该555振荡器单元的输出端还连接至驱动电 路单元的一第一输入端，驱动电路单元的一第二输入端连接至光电禪合器的输出端，D触发 器的数据输出正端还连接至CPU控制器单元。
[0009] 所为本实用新型的优选技术方案：
[0010] 进一步的，前述的超声波可控式脉冲发波驱动电路，555振荡器单元包括一 555振 荡器，555振荡器的定时电路由两个定值电阻、一个电位器和一个电容串联组成，555振荡 器的放电端连接至两个定值电阻的连接点，555振荡器的高触发端和低触发端均连接至电 位器的动触点。
[0011] 前述的超声波可控式脉冲发波驱动电路，驱动电路单元包括带电源端的反相器 UlOA~UlOE，电阻R46~贴0,开关管Q3~Q4、储能电容C40和变压器L4 ;
[0012] 反相器U10B、U10C分别串联电阻R49、R50后并联，该并联电路串联在电阻反相 器U10A的输出端和开关管Q4的输入端之间，反相器U10D、U10E分别串联电阻R47、R48 后并联，该并联电路串联在电阻R46和开关管Q3的输入端之间，555振荡器单元的输出端 经电阻R46连接至反相器U10A、U10D、U10E的输入端，光电禪合器的输出端连接至反相器 U10A~U10E的电源端正极；
[0013] 开关管Q3~Q4的被控集电极连接变压器L4初级线圈两端，发射极与储能电容C40 负极共同连接电源地，变压器L4初级线圈公共端与储能电容C40正极共同连接电源24V。
[0014] 本实用新型与现有技术相比具有如下优点：
[0015] 由于超声波液位计的发波特性不同会影响收波的稳定性，而发波特性包括超声波 探头起振的相位、振动的幅度W及振动的时间，本实用新型的发波驱动电路使每次发波的 相位一致，振动幅度相同，振动时间由CPU控制和D触发器触发，所W能达到振动时间相同； 应用此驱动电路能保证超声波每次稳定发波，每次收波情况相同，大大提高了超声波液位 计测量的精确度、稳定性和可靠性。
【附图说明】
[0016] 图1是本实用新型所设计的超声波可控式脉冲发波驱动电路的结构框图；
[0017] 图2是本实用新型中555振荡器单元电路原理图；
[001引图3是本实用新型中发波相位同步单元电路原理图；
[0019] 图4是本实用新型中驱动电路单元电路原理图。
【具体实施方式】
[0020] 下面结合附图和具体实施例对本实用新型技术方案进行详细说明：
[0021] 实施例一
[0022] 如图1所示，本实用新型的超声波可控式脉冲发波驱动电路包括CPU控制器单元 1、555振荡器单元2、发波相位同步单元3和驱动电路单元4,CPU控制器单元1的一输出端 ULJ^END连接至发波相位同步单元3, 555振荡器单元2的输出端WJ^END分别连接至发波 相位同步单元3和驱动电路单元4,发波相位同步单元3的的一输出端连接至驱动电路单 元4,另一输出端连接至CPU控制器单元1的一输入端UL_I_SEND，驱动电路单元4的输出 端连接至超声波传感器探头5。
[0023] 实施例二
[0024] 如图2所示，555振荡器单元2由555振荡器U9 (采用型号肥55抓R)组成，其定 时电路由两个定值电阻R37、R38, 一个电位器VR2和一个电容C33顺次串联组成，555振荡 器U9的放电端DIS(7脚）连接至两个定值电阻R37、R38的连接点，高触发端T皿（6脚） 和低触发端TRIG(2脚）均连接至电位器VR2的动触点，重置端R(4脚）和电源端VCC(8 脚）连接巧V电源，控制端CVolt(5脚）经电容C34连接至地DGND，输出端Q(3脚）输出 信号W_SEND;
[002引调节电位器VR2控制信号W_SEND的输出周期，其周期；
[0026]f= 1.44/ (R37+2* (R38+VR2))/C29 ；
[0027] 根据附图所示电路的参数算出周期在6.48曲z~115. 185曲z间调节。
[002引如图3所示，发波相位同步单元3包括一D触发器U7A(采用型号肥F4013BT)和 一光电禪合器PC1 (采用型号TLP521-1GB)，D触发器U7A的数据输入端D1 (5脚）经电阻 R42连接至CPU控制器单元1的输出端UL_SEND，UL_SEND信号用于控制D触发器U7A的 输出端Q1的状态，电阻R42和地DGND之间连接电阻R44，D触发器U7A的数据输出正端Q1 (1脚）经电阻R43、R45连接至光电禪合器PC1的输入端（1脚)，光电禪合器PC1的2脚接 地DGND，4脚接+ 5V电源，4脚到地DGND之间并联电容C38、C39,光电禪合器PC1的输出端 (3脚)输出信号SW，D触发器U7A的时钟端CP1 (3脚)经电阻R39连接至555振荡器U9的 输出端Q、D触发器U7A的CD1端（4脚）和SD1端（6脚）均接地DGND，电阻R43、R45的串联 点