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一種適用于液體超聲波流量計的信號發(fā)射電路的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種超聲波信號發(fā)射電路，特別涉及一種適用于液體超聲波流量計的信號發(fā)射電路。由外部電路單片機產(chǎn)生的方波信號控制模擬開關(guān)的通斷，通過電容的充放電過程產(chǎn)生可驅(qū)動超聲波換能器工作的波形。本發(fā)明的有益效果是：具有信號波形穩(wěn)定性好、信號一致性好、發(fā)射功率低、結(jié)構(gòu)簡單的優(yōu)點；尤其適合電池供電或?qū)囊髧栏竦囊后w超聲波流量計中。
【專利說明】一種適用于液體超聲波流量計的信號發(fā)射電路
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種超聲波信號發(fā)射電路，特別涉及一種適用于液體超聲波流量計的信號發(fā)射電路。
【背景技術(shù)】
[0002]超聲波流量計的信號發(fā)射電路的性能對流量計的測量穩(wěn)定性和精度有很大影響。目前的液體超聲波流量計信號發(fā)射電路一般采用高頻脈沖驅(qū)動原理，脈沖幅值一般在十幾伏以上，頻率一般在幾百IT幾MHz之間。不僅結(jié)構(gòu)復(fù)雜，發(fā)射效率低，而且發(fā)射功率很大，特別不適用于電池供電的超聲波流量計。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]鑒于現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，本發(fā)明提供了一種高效的高頻小峰值超聲波信號發(fā)射驅(qū)動電路，即一種適用于液體超聲波流量計的信號發(fā)射電路。尤其適合電池供電或?qū)囊髧栏竦囊后w超聲波流量計中。
[0004]本發(fā)明為實現(xiàn)上述目的，所采取的技術(shù)方案是:一種適用于液體超聲波流量計的信號發(fā)射電路，其特征在于:由外部電路單片機產(chǎn)生的方波信號CTRLA與模擬開關(guān)ICl的引腳7連接；由外部電路單片機產(chǎn)生的方波信號CTRLB與模擬開關(guān)ICl的引腳3連接；模擬開關(guān)ICl的引腳8與電源VCC連接；模擬開關(guān)ICl的引腳4與地GND連接；模擬開關(guān)ICl的引腳I與電源VCC連接；模擬開關(guān)ICl的引腳5與地GND連接；模擬開關(guān)ICl的引腳2與電阻Rl的一端連接；模擬開關(guān)ICl的引腳6與電阻R2的一端連接；電阻Rl的另一端與電阻R2的另一端、電阻R3的一端、電容Cl的一端連接；電阻R3的另一端與電容C2的一端、電阻R4的一端連接；電阻R4的另一端與電阻R5的一端、電阻R6的一端、電容C3的一端連接并輸出發(fā)射信號；電阻R5的另一端與電源VCC連接；電容C3的另一端與電阻R7的一端連接；電容Cl的另一端、電容C2的另一端、電阻R6的另一端、電阻R7的另一端均與地GND連接；由外部電路單片機產(chǎn)生兩種特定時序的方波信號控制模擬開關(guān)的通斷，通過電阻分壓產(chǎn)生直流分量，通過電容的充放電產(chǎn)生發(fā)射波形，通過耦合電容產(chǎn)生驅(qū)動超聲波探頭工作的信號；具體為:由外部電路單片機產(chǎn)生的方波信號控制模擬開關(guān)ICl的通斷，其中方波信號CTRLA控制模擬開關(guān)ICl常開觸點的通斷，方波信號CTRLB控制模擬開關(guān)ICl常閉觸點的通斷；無發(fā)射信號時，方波信號CTRLA為低電平，方波信號CTRLB為高電平，此時電阻Rl與模擬開關(guān)ICl的引腳2的連接端、電阻R2與模擬開關(guān)ICl的引腳6的連接端均為高阻狀態(tài)，電容Cl與電阻R3連接端、電容C2與電阻R4連接端電壓均為
1.........................Ef";當方波信號CTRLA為高電平，方波信號CTRLB為高電平時，模擬開關(guān)引腳2與電
+ M
源VCC連接，模擬開關(guān)引腳6為高阻狀態(tài)，電容Cl、電容C2充電，通過耦合電容C3產(chǎn)生上升波形；當方波信號CTRLA為低電平，方波信號CTRLB為低電平時，模擬開關(guān)引腳2為高阻狀態(tài)，模擬開關(guān)引腳6與地GND連接，電容Cl、電容C2放電，通過耦合電容C3產(chǎn)生下降波形，據(jù)此產(chǎn)生驅(qū)動超聲波流量計探頭工作的發(fā)射信號。
[0005]本發(fā)明的有益效果是:信號波形穩(wěn)定性好、信號一致性好、結(jié)構(gòu)簡單，能在滿足超聲波探頭正常工作的前提下，極大地降低發(fā)射功率，尤其在需要電池供電的場合下能很好的滿足高性能和低功耗要求。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0006]圖1是本發(fā)明的電路原理圖；
圖2是本發(fā)明的方波控制信號和發(fā)射信號時序圖。
【具體實施方式】
[0007]以下結(jié)合附圖對本發(fā)明作進ー步說明。
[0008]如圖1、2所示，ー種適用于液體超聲波流量計的信號發(fā)射電路，由外部電路單片機產(chǎn)生的方波信號CTRLA與模擬開關(guān)ICl的引腳7連接；由外部電路單片機產(chǎn)生的方波信號CTRLB與模擬開關(guān)ICl的引腳3連接；模擬開關(guān)ICl的引腳8與電源VCC連接；模擬開關(guān)ICl的引腳4與地GND連接；模擬開關(guān)ICl的引腳I與電源VCC連接；模擬開關(guān)ICl的引腳5與地GND連接；模擬開關(guān)ICl的引腳2與電阻Rl的一端連接；模擬開關(guān)ICl的引腳6與電阻R2的一端連接；電阻Rl的另一端與電阻R2的另一端、電阻R3的一端、電容Cl的一端連接；電阻R3的另一端與電容C2的一端、電阻R4的一端連接；電阻R4的另一端與電阻R5的一端、電阻R6的一端、電容C3的一端連接并輸出發(fā)射信號給液體超聲波流量計探頭；電阻R5的另一端與電源VCC連接；電容C3的另一端與電阻R7的一端連接；電容Cl的另一端、電容C2的另一端、電阻R6的另一端、電阻R7的另一端均與地GND連接。
[0009]上述模擬開關(guān)ICl型號為ADG723BRM，電阻Rl的阻值為IKQ，電阻R2的阻值為IK Q，電容Cl的電容值為100pF，電阻R3的阻值為7001電容02的電容值為100pF，電容R4的阻值為1.5KQ，電阻R5的阻值為IOKQ，電阻R6的阻值為IOKQ，電容C3的電容值為
0.1uF,電阻R7的阻值為IOKQ。
[0010]上述所說的ー種適用于液體超聲波流量計的信號發(fā)射電路，由外部電路單片機產(chǎn)生的兩組方波信號的頻率均為1MHz，占空比為50%;外部電路單片機需滿足具備普通I/O ロ，能產(chǎn)生IMHz頻率的信號的要求；在本實例中選用的單片機型號為飛思卡爾mkll5zl28vlh4,晶振為8MHz，可滿足要求。電源VCC為3.0V,電阻Rl和R2阻值相等，電路經(jīng)過電阻R5和R6的分壓后的直流分量為1.5V。
[0011]工作原理:由外部電路單片機產(chǎn)生兩種特定時序的方波信號控制模擬開關(guān)的通斷，通過電阻分壓產(chǎn)生直流分量，通過電容的充放電產(chǎn)生發(fā)射波形，通過耦合電容產(chǎn)生驅(qū)動超聲波探頭工作的信號；具體為:由外部電路單片機產(chǎn)生的方波信號控制模擬開關(guān)ICI的通斷，其中方波信號CTRLA控制模擬開關(guān)ICl常開觸點的通斷，方波信號CTRLB控制模擬開關(guān)ICl常閉觸點的通斷。無發(fā)射信號時，方波信號CTRLA為低電平，方波信號CTRLB為高電平，此時電阻Rl與模擬開關(guān)ICl的引腳2的連接端、電阻R2與模擬開關(guān)ICl的引腳6的連接端均為高阻狀態(tài)，電容Cl與電阻R3連接端、電容C2與電阻R4連接端電壓均為1.5V。當方波信號CTRLA為高電平，方波信號CTRLB為高電平時，模擬開關(guān)引腳2與電源VCC連接，模擬開關(guān)引腳6為高阻狀態(tài)，電容Cl、電容C2充電，通過耦合電容C3產(chǎn)生上升波形。當方波信號CTRLA為低電平，方波信號CTRLB為低電平時，模擬開關(guān)引腳2為高阻狀態(tài)，模擬開關(guān)引腳6與地GND連接，電容Cl、電容C2放電，通過耦合電容C3產(chǎn)生下降波形，據(jù)此產(chǎn)生驅(qū)動超聲波探頭工作的發(fā)射信號。
[0012]發(fā)射信號的頻率由外部電路單片機產(chǎn)生的兩組特定方波信號的頻率決定，發(fā)射信號的振幅由外部電路單片機產(chǎn)生的兩種特定方波信號的周期和電容充放電的快慢決定；在方波信號的頻率一定的情況下，調(diào)整電阻Rl、R2、R3、R4、Cl、C2的值可產(chǎn)生不同振幅的發(fā)射信號。
[0013]為保證充放電時的對稱性，選取電阻Rl等于電阻R2 ;電容C3和電阻R7的取值應(yīng)與發(fā)射信號特性和超聲波探頭的特性相匹配。
[0014]根據(jù)上述說明，結(jié)合本領(lǐng)域技術(shù)可實現(xiàn)本發(fā)明的方案。
【權(quán)利要求】
1.ー種適用于液體超聲波流量計的信號發(fā)射電路，其特征在于:由外部電路單片機產(chǎn)生的方波信號CTRLA與模擬開關(guān)ICl的引腳7連接；由外部電路單片機產(chǎn)生的方波信號CTRLB與模擬開關(guān)ICl的引腳3連接；模擬開關(guān)ICl的引腳8與電源VCC連接；模擬開關(guān)ICl的引腳4與地GND連接；模擬開關(guān)ICl的引腳I與電源VCC連接；模擬開關(guān)ICl的引腳5與地GND連接；模擬開關(guān)ICl的引腳2與電阻Rl的一端連接；模擬開關(guān)ICl的引腳6與電阻R2的一端連接；電阻Rl的另一端與電阻R2的另一端、電阻R3的一端、電容Cl的一端連接；電阻R3的另一端與電容C2的一端、電阻R4的一端連接；電阻R4的另一端與電阻R5的一端、電阻R6的一端、電容C3的一端連接并輸出發(fā)射信號；電阻R5的另一端與電源VCC連接；電容C3的另一端與電阻R7的一端連接；電容CI的另一端、電容C2的另一端、電阻R6的另一端、電阻R7的另一端均與地GND連接；由外部電路單片機產(chǎn)生兩種特定時序的方波信號控制模擬開關(guān)的通斷，通過電阻分壓產(chǎn)生直流分量，通過電容的充放電產(chǎn)生發(fā)射波形，通過耦合電容產(chǎn)生驅(qū)動超聲波探頭工作的信號；具體為:由外部電路單片機產(chǎn)生的方波信號控制模擬開關(guān)ICl的通斷，其中方波信號CTRLA控制模擬開關(guān)ICl常開觸點的通斷，方波信號CTRLB控制模擬開關(guān)ICl常閉觸點的通斷；無發(fā)射信號時，方波信號CTRLA為低電平，方波信號CTRLB為高電平，此時電阻Rl與模擬開關(guān)ICl的引腳2的連接端、電阻R2與模擬開關(guān)ICl的引腳6的連接端均為高阻狀態(tài)，電容Cl與電阻R3連接端、電容C2與電阻R4連接端電壓均為
【文檔編號】G01F1/66GK103557897SQ201310583750
【公開日】2014年2月5日 申請日期:2013年11月20日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月20日
【發(fā)明者】林存藝, 楊彬, 陳維琨, 李強, 孟丹丹, 冀青 申請人:中環(huán)天儀股份有限公司