[发明专利]一种超声波测距装置

说明书

技术领域

本发明涉及超声波测距技术领域，具体涉及一种超声波测距装置。

背景技术

由于超声波的指向性强，能量消耗缓慢，在介质中传播的距离较远，因而超声波经常用于距离测量。超声波测距原理为：驱动超声波发射器向障碍物发射超声波，并在发射超声波的同时开始计时，超声波在传播的途中遇到障碍物就立即返回，返回的超声波（即反射波）由超声波接收器接收，并在接收到反射波的同时停止计时，根据超声波在空气中的传播速度和记录的时间差就可以计算出发射点与障碍物之间的距离。

利用超声波测量距离一般比较迅速、方便，计算简单，易于实现实时控制，并且在测量精度方面能达到工业实用的要求，因而广泛应用于车载倒车雷达中。但是，现有的超声波测距装置能够测量的距离较短，一般仅为2m～3.5m，虽然可以满足现有的车载倒车雷达的需求，但无法满足对测量距离要求更高的其它系统的需求。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对现有技术中所存在的上述缺陷，提供一种与现有技术相比测量距离更远的超声波测距装置。

解决本发明技术问题所采用的技术方案：

所述超声波测距装置包括：控制单元、超声波发送驱动电路、中周变压器、超声波收发一体探头、信号放大电路、带通滤波电路和信号比较电路，

所述控制单元用于输出周期性的脉冲串至超声波发送驱动电路；

所述超声波发送驱动电路用于将所述周期性的脉冲串转换为周期性的正弦波信号，并输出至中周变压器；

所述中周变压器用于对所述周期性的正弦波信号进行升压处理后输出至超声波收发一体探头；

所述超声波收发一体探头用于在受到升压后的周期性的正弦波信号的激励后，向障碍物发射超声波信号；以及用于接收被障碍物反射的超声波信号，和产生与被反射的超声波信号对应的电压信号，并输出至信号放大电路；

所述信号放大电路和带通滤波电路分别用于对超声波收发一体探头输出的电压信号进行放大和滤波处理后输出至信号比较电路；

所述信号比较电路用于将带通滤波电路输出的经滤波处理后的电压信号转换为周期性脉冲信号，并输出至控制单元；

所述控制单元还用于根据其输出的周期性脉冲串和信号比较电路输出的周期性脉冲信号得出测量距离。

优选地，超声波发送驱动电路包括：三极管Q5、三极管Q4-A、三极管Q4-B、电阻R14-电阻R19、电阻R22和电阻R23，

所述电阻R15的一端与控制单元的输出端相连，另一端与三极管Q5的基极相连，所述电阻R22的一端与三极管Q5的基极相连，另一端与三极管Q5的发射极相连，所述三极管Q5的集电极与电阻R23相连，

所述电阻R16和电阻R18串联后与电阻R23并联，其串联节点与三极管Q4-B的基极相连，且电阻R16的非串联节点一端与三极管Q5的集电极相连，所述三极管Q4-B的发射极分别连接电源VCC和电阻R18的非串联节点一端，

所述电阻R17和电阻R19串联后分别与三极管Q5的集电极和发射极相连，其串联节点与三极管Q4-A的基极相连，且电阻R19的非串联节点一端与三极管Q5的发射极相连，所述三极管Q4-A的发射极分别连接地和电阻R19的非串联节点一端，

所述电阻R14的两端分别与三极管Q4-A的集电极和三极管Q4-B的集电极相连，且三极管Q4-B的集电极一端为超声波发送驱动电路的输出端。

优选地，所述三极管Q5为NPN型三极管；所述三极管Q4-A为NPN型三极管；所述三极管Q4-B为PNP型三极管。

优选地，所述中周变压器的原边绕组的两端分别连接超声波发送驱动电路的输出端和地，

所述中周变压器的副边绕组的两端分别连接超声波收发一体探头。

优选地，所述信号放大电路包括：放大器IC5-A、电容C2、电容C6、电容C7、电容C10、电阻R1、电阻R5和电阻R11-电阻R13，