一種適用于液體超聲波流量計的信號發射電路的制作方法
【專利摘要】本發明涉及一種超聲波信號發射電路，特別涉及一種適用于液體超聲波流量計的信號發射電路。由外部電路單片機產生的方波信號控制模擬開關的通斷，通過電容的充放電過程產生可驅動超聲波換能器工作的波形。本發明的有益效果是：具有信號波形穩定性好、信號一致性好、發射功率低、結構簡單的優點；尤其適合電池供電或對功耗要求嚴格的液體超聲波流量計中。
【專利說明】一種適用于液體超聲波流量計的信號發射電路
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種超聲波信號發射電路，特別涉及一種適用于液體超聲波流量計的信號發射電路。
【背景技術】
[0002]超聲波流量計的信號發射電路的性能對流量計的測量穩定性和精度有很大影響。目前的液體超聲波流量計信號發射電路一般采用高頻脈沖驅動原理，脈沖幅值一般在十幾伏以上，頻率一般在幾百IT幾MHz之間。不僅結構復雜，發射效率低，而且發射功率很大，特別不適用于電池供電的超聲波流量計。
【發明內容】
[0003]鑒于現有技術存在的不足，本發明提供了一種高效的高頻小峰值超聲波信號發射驅動電路，即一種適用于液體超聲波流量計的信號發射電路。尤其適合電池供電或對功耗要求嚴格的液體超聲波流量計中。
[0004]本發明為實現上述目的，所采取的技術方案是:一種適用于液體超聲波流量計的信號發射電路，其特征在于:由外部電路單片機產生的方波信號CTRLA與模擬開關ICl的引腳7連接；由外部電路單片機產生的方波信號CTRLB與模擬開關ICl的引腳3連接；模擬開關ICl的引腳8與電源VCC連接；模擬開關ICl的引腳4與地GND連接；模擬開關ICl的引腳I與電源VCC連接；模擬開關ICl的引腳5與地GND連接；模擬開關ICl的引腳2與電阻Rl的一端連接；模擬開關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生兩種特定時序的方波信號控制模擬開關的通斷，通過電阻分壓產生直流分量，通過電容的充放電產生發射波形，通過耦合電容產生驅動超聲波探頭工作的信號；具體為:由外部電路單片機產生的方波信號控制模擬開關ICl的通斷，其中方波信號CTRLA控制模擬開關ICl常開觸點的通斷，方波信號CTRLB控制模擬開關ICl常閉觸點的通斷；無發射信號時，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ICl的引腳2的連接端、電阻R2與模擬開關ICl的引腳6的連接端均為高阻狀態，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，模擬開關引腳2與電
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源VCC連接，模擬開關引腳6為高阻狀態，電容Cl、電容C2充電，通過耦合電容C3產生上升波形；當方波信號CTRLA為低電平，方波信號CTRLB為低電平時，模擬開關引腳2為高阻狀態，模擬開關引腳6與地GND連接，電容Cl、電容C2放電，通過耦合電容C3產生下降波形，據此產生驅動超聲波流量計探頭工作的發射信號。
[0005]本發明的有益效果是:信號波形穩定性好、信號一致性好、結構簡單，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是本發明的電路原理圖；
圖2是本發明的方波控制信號和發射信號時序圖。
【具體實施方式】
[0007]以下結合附圖對本發明作進ー步說明。
[0008]如圖1、2所示，ー種適用于液體超聲波流量計的信號發射電路，由外部電路單片機產生的方波信號CTRLA與模擬開關ICl的引腳7連接；由外部電路單片機產生的方波信號CTRLB與模擬開關ICl的引腳3連接；模擬開關ICl的引腳8與電源VCC連接；模擬開關ICl的引腳4與地GND連接；模擬開關ICl的引腳I與電源VCC連接；模擬開關ICl的引腳5與地GND連接；模擬開關ICl的引腳2與電阻Rl的一端連接；模擬開關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射電路，由外部電路單片機產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生兩種特定時序的方波信號控制模擬開關的通斷，通過電阻分壓產生直流分量，通過電容的充放電產生發射波形，通過耦合電容產生驅動超聲波探頭工作的信號；具體為:由外部電路單片機產生的方波信號控制模擬開關ICI的通斷，其中方波信號CTRLA控制模擬開關ICl常開觸點的通斷，方波信號CTRLB控制模擬開關ICl常閉觸點的通斷。無發射信號時，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ICl的引腳2的連接端、電阻R2與模擬開關ICl的引腳6的連接端均為高阻狀態，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，模擬開關引腳2與電源VCC連接，模擬開關引腳6為高阻狀態，電容Cl、電容C2充電，通過耦合電容C3產生上升波形。當方波信號CTRLA為低電平，方波信號CTRLB為低電平時，模擬開關引腳2為高阻狀態，模擬開關引腳6與地GND連接，電容Cl、電容C2放電，通過耦合電容C3產生下降波形，據此產生驅動超聲波探頭工作的發射信號。
[0012]發射信號的頻率由外部電路單片機產生的兩組特定方波信號的頻率決定，發射信號的振幅由外部電路單片機產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，調整電阻Rl、R2、R3、R4、Cl、C2的值可產生不同振幅的發射信號。
[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的取值應與發射信號特性和超聲波探頭的特性相匹配。
[0014]根據上述說明，結合本領域技術可實現本發明的方案。
【權利要求】
1.ー種適用于液體超聲波流量計的信號發射電路，其特征在于:由外部電路單片機產生的方波信號CTRLA與模擬開關ICl的引腳7連接；由外部電路單片機產生的方波信號CTRLB與模擬開關ICl的引腳3連接；模擬開關ICl的引腳8與電源VCC連接；模擬開關ICl的引腳4與地GND連接；模擬開關ICl的引腳I與電源VCC連接；模擬開關ICl的引腳5與地GND連接；模擬開關ICl的引腳2與電阻Rl的一端連接；模擬開關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生兩種特定時序的方波信號控制模擬開關的通斷，通過電阻分壓產生直流分量，通過電容的充放電產生發射波形，通過耦合電容產生驅動超聲波探頭工作的信號；具體為:由外部電路單片機產生的方波信號控制模擬開關ICl的通斷，其中方波信號CTRLA控制模擬開關ICl常開觸點的通斷，方波信號CTRLB控制模擬開關ICl常閉觸點的通斷；無發射信號時，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ICl的引腳2的連接端、電阻R2與模擬開關ICl的引腳6的連接端均為高阻狀態，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 優先權日:2013年11月20日
【發明者】林存藝, 楊彬, 陳維琨, 李強, 孟丹丹, 冀青 申請人:中環天儀股份有限公司
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