个脉冲调制检测器及噪音抑制电路。ＬＭｌ ８１ ２的内部原理框图如图４．２．１所示。
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图４．２．１ ＬＭｌ８１２内部原理框图
ＬＭｌ ８１ ２的封装形式为ＤＩＰ．１ ８，其引脚定义及外围元器件功能见表４．２．１。
表４．２．１ ＬＭｌ８１２的引脚定义及外围元器件功能
ＬＭｌ８ １２具有如下特点： （１）可以使用一个收发一体式的超声波传感器工作，也可使用两个独立的超 声波传感器分别发送和接收； （２）器件具有互换性； （３）在电路中使用时不用外接晶体管驱动； （４）使用时不用外接散热器； （５）器件内部具有保护电路； （６）检测器输出可驱动１ Ａ的峰值负载； （７）检测范围在水中超过３０ｍ，在空气中测距超过６ｍ。 （８）发送功率可达ｌ ２Ｗ（峰值）。 ４．２．２ ＬＭｌ ８ １
２的１脚外接ＬＩ、Ｃｌ，ＬＩ、Ｃｌ决定了超声波电路发射或接收的工作频 率，其工作频率为： ＬＭｌ ８ｌ
２的工作原理
ｆｏ＝１／（２万厄百）
（４．２．１）
改变电感ＬＩ，电容Ｃｌ的值可以改变振荡频率（本系统中ｆｏ为４０ＫＨｚ），最 高可达３２５ＫＨｚ。 图４．２．２ ＬＭｌ８１２的工作原理图
当８脚为高电平时，Ｌ２处于发送模式，Ｌ１．Ｃｌ振荡回路产生的振荡信 Ｍｌ 号经驱动放大后，由ｌ ３脚及６脚输出；当８脚为低电平时，ＬＭｌ ８１ ２处于接收 模式，超声波接收器接收到的超声波信号经电容耦合由４脚输入，再经内部两级 放大后同由１脚谐振回路取出的信号～起送到检测器。但由于此时噪声脉冲也同 样被检测，所以要通过ｌ ７脚外接Ｒ６、Ｃ８进行滤波。电阻Ｒ６和电容Ｃ８的时间
常 数一般为发送时问的１ Ｏ％～５０％，再经过积分延时，ｌ ６脚和１４脚变成低电平。 当ｌ脚上的电压变的小到不能触发检测器（小于１．４Ｖ）时，积分器经延时后复 位，典型延时为１～１ ０个发送频率周期。当８ｌ２处于发送模式时，第二级放 ＬＭｌ 大器自动断开；当切换回接收模式时，第二级放大器并不马上接通，而是在由９ 脚外接电容引起一段延时后再接通。这个延时使接收器暂时封闭（检测器也同时 封闭），这样就为超声波发生器停止振荡提供了时间。９脚外接电容Ｃ；的大小与 延时有关，Ｃ５＝０．１¨Ｆ时，延时时问约为１ ｍｓ；Ｃ５＝ｌ¨Ｆ时，延时时间约为１ Ｏｍｓ。 ＬＭｌ ８ｌ ２的第１ ６脚提供与ＣＯＭＳ兼容的逻辑输出，１４脚为集电极开路输出，１４ 脚的吸收电流超过１ Ａ时，在多重回波接收情况下就可能使芯片损坏。１１脚被设 计为保护１４脚的功率输出端。当电容Ｃ６上电压达０．７Ｖ时，第二级放大器关闭。 接收器关闭的同时，１４脚也关闭。在另一次延时后，Ｃ６放电，接收器再一次打 开并工作。若将１ １脚接地，则电路处于无保护工作模式。ＬＭｌ ２的工作原理
图如图４．２．２所示。 ４．２．３超声波发射电路设计
第三章已经讨论过本系统的超声波发射电路一次需要发射几个脉冲串的问 题，现在我们来具体讨论下为何要选择发射脉冲串的问题。首先，若一次只发射 一个超声波脉冲信号，则在媒质中传过较远距离后，接收波已经相当微弱，可能 根本接收不到回波信号；而发射脉冲串则使脉冲的总能量较大，虽然接收波的第 一周期可能已经减弱到相当小，但是由于迭加的结果，从第二或第三周期起有一 段振幅较大的等幅部分，这样就可以很好的检测到回波信号了。其次，若使用连 续发射超声波脉冲的方式，对于收发一体式传感器而言，超声波接收部分就不能 顺利工作，故不能选择连续发射超声波脉冲的工作方式。另外，发射的超声波脉 冲串是同一频率的等幅振荡，频谱较纯，测得的数据可以认为是某一频率的数据。 本系统选取一次发射８个脉冲串来设计超声波发射电路。 超声波发射器电路由一个振荡器，一个１ ｐＳ的单脉冲发生器和一个功率放大 器。如图４．２．３所示。
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