[实用新型]数字式自动测距仪

说明书

本实用新型是一种适合汽车倒车时使用的自动测距仪，属于距离测量仪器技术领域。

现有的汽车倒车报警装置，不论是声、光指示，均只能告诉汽车司机汽车后面是否有阻碍物，而无法知道汽车离阻碍物有多少距离，倒车时只能靠司机回头观看，决定是否继续倒车，不容易精确判断倒车的距离，尤其碰到下雨、大雾或夜间工作，更加困难。因此，经常有倒车碰坏建筑物和伤人事故发生。

本实用新型的目的在于针对现有技术的不足，提供一种数字显示式自动测距仪。汽车倒车时，司机只需在驾驶室观看仪器上的数字显示，就可知道汽车后面有无阻碍物，具体距离是多少，从而决定是否继续倒车；若在倒车时突然有人或阻碍物出现，仪器也能在20ms内显示出来。该仪器无论是白天还是黑夜，无论是晴天或阴雨天等，均能保证可靠地工作。

本实用新型利用超声波作为发射源，通过测量超声脉冲自发射到接收阻碍物反射回波所需的时间，再转换成距离。若选取计数器时钟脉冲周期T＝0.6ms，则所测距离S（分米）就等于计数器读数N的数值。本实用新型由发射装置、接收装置和计时器组成，发射装置由方波振荡器、同步分频器、功率放大器和超声波发射传感器构成，接收装置由超声波接收传感器、放大器和滤波器构成，其特点是计时器由两块光电组合器构成，时钟脉冲信号、同步分频器的计时开始信号、滤波器的计数结束信号和显示信号分别与计时器相连接。滤波器采用一块双D触发器、一个二极管、一个电容和两个电阻构成。为了简化电路结构，缩小体积，计时器可采用一块集成电路CL102构成。

本实用新型与现有技术相比，具有自动测距数字显示清晰，精度高而可靠等特点，倒车时司机不需观看后方，而只需根据仪器显示的距离就能决定是否继续倒车，自动测量的距离为0.1～3米，误差可小于±0.1米。

图1为本实用新型的结构方框示意图；图2为电路原理图。

本实用新型可采取如附图所示的方案实现。方波振荡器（1）的脉冲周期为0.6ms，刚好是超声波在空气中往返0.1米所需的时间，它分两路输出，一路到计时器（5）作时钟脉冲，另一路到32次同步分频器（2），该同步分频器决定测量距离范围，一路输出到计时器作为计时开始信号，另一路控制40KHZ方波振荡器（3），使其工作并经功率放大器（4）去超声波发射传感器（8）；当超声波接收传感器（9）接收到阻碍物反射波后，转换成电信号经放大器（6）送入滤波器（7），滤波器一端输出计时结束信号给计时器，另一路输出显示信号给数码管。两个超声波传感器装在汽车尾部，其它部件均装在一个小盒子内，两者之间用电缆线连接，小盒子安装在汽车驾驶室内。方波振荡器（1）和（3）可由一块四一二输入与非门电路Y1～4和电阻R1～4、电容C1～4构成，V_CC为电源，与非门电路中空着的输入端可作为振荡与否的控制端，低电平停振，高电平起振。32次同步分频器（2）可由一块16进制同步计数器74LS163和一块双D触发器74LS74及电阻R5构成，双D触发器的一半为除2电路，另一半为单稳态电路。功率放大器（4）可由组成复合管的高频三极管T1和T2、电阻R6和R7、电容C5构成，小功率管T1的β＞100、fT＞10MHZ、P＞200mW、BV_CC＞15V，功率管T2的β＞30、fT＞10MHZ、P＞5W、BVce＞15V。放大器（6）可由三个运算放大器TL084和电阻R8～15、电容C6～11构成，该带通放大器的中心频率为40KHZ，△f≈±2KHZ，放大倍数Kv≈2000，VEE为电源。滤波器（7）可由一块双D触发器74LS74和二极管D、电容C12、电阻R16和R17构成，一个D触发器组成双稳态电路，一个控制端为时钟输入端CP，另一端为复位端R；另一个D触发器组成单稳态电路，二极管可去除电平低于0.7V的噪声干扰信号，CP必须大于1.2V才能工作。双稳态电路一旦翻转，以后的干扰就不起作用，双稳态的另一状态是依靠发射脉冲通过置零端实现去除发射脉冲的干扰。计时器（5）由二块光电组合器件2×CL102构成，每块电路由十进计数器、寄存器、译码驱动器和七段数码管组成二位十进制数字。当距离小于0.7米时，音响就发出报警信号，它由四位比较器7485构成，当比较器预置B输入端为0011，功能端置于A＜B，比较器的A输入端的第一位和第二位接寄存器个位数的第二位和第三位，比较器的A输入端的第三位和第四位接寄存器十位数的第一位和第二位，当寄存器的数小于07时，比较器通过KD482输出信号，触发音乐片（S）发音。超声波发射和接收传感器可采用国营九九九厂产品，其中心频率为40KHZ±2KHZ，功率为1W。电缆可采用5米普通二芯屏蔽线。图中C为电容，稳压二极管可采用2CW51，晶体管T1和T2可采用3DG12和3DK10，电源电路由集成块7805组成。