基于超聲波測距的倒車雷達系統(tǒng)設(shè)計
英飛凌汽車電子生態(tài)圈
超聲波接收電路的需要考慮以下幾個方面：
(1)環(huán)境噪聲、干擾、溫度等影響
圖 3給出放大電路圖。它選擇一個自舉組合電路，該電路通過減小向輸入回路索取的電流來提高輸入阻抗，其值為Rin=R1R2／(R1-R2)，該值可根據(jù)前序電路確定R1和R2，使其與前序電路級間匹配。電路中用到的是反相比例放大電路，增益比較穩(wěn)定，通常K=-R3／R1不會引起自激，可降低干擾對電路的影響。因此，合理地選擇R3和R1，可使輸出電壓達到V級。
本文引用地址：http://butianyuan.cn/article/197570.htm
(2)檢波精度
設(shè)計中采用了圖4所示的全波精密檢波電路。為了提高電路的信噪比，衰減掉不需要的頻率信號，在輸人端加上諧振回路。二極管VD1和VD2選擇高頻性能比較好的IN60。這種檢波方式可以使二極管的死區(qū)電壓和非線性得到很大的改善。
(3)比較整形電路
圖 5示出比較整形電路。首先在靜態(tài)下測量距離等于5 m，檢波器的輸出電壓值(該電壓同樣是經(jīng)過放大檢波電路得到的)，并以此電壓值作為比較器的參考電壓uR。比較器選用LM339，具有失調(diào)電壓小，電源電壓范圍寬，其單電源電壓為2～36 V，雙電源電壓為±1～±18 V，而且對比較信號源的內(nèi)阻限制較寬等優(yōu)點。對于LM339來說，當兩個輸入端電壓差大于10 mV時，就能確保其輸出從一種狀態(tài)可靠地轉(zhuǎn)換到另一種狀態(tài)。因此，把LM339用在弱信號檢測等場合是比較理想的。一般情況下，比較電路的輸出波形的上升沿和下降沿都有延時，可在其后面加一個與門，以改善輸出特性。將比較整形電骼的輸出送到單片機，對脈沖計數(shù)，得到渡越時間。單片機選AT89C52。
3.3溫度測量電路
目前，大多數(shù)溫度測控系統(tǒng)在檢測溫度時，都采用溫度傳感器將溫度轉(zhuǎn)化為電量，經(jīng)信號放大電路放大到適當?shù)姆秶?，再由A／D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成數(shù)字量來完成。這種電路結(jié)構(gòu)復(fù)雜，調(diào)試繁雜，精度易受元器件參數(shù)的影響。為此，利用一線性數(shù)字溫度計即集成溫度傳感器DS18B20 和單片機，構(gòu)成一個高精度的數(shù)字溫度檢測系統(tǒng)。DS18B20數(shù)字式溫度傳感器與傳統(tǒng)的熱敏電阻溫度傳感器不同，能夠直接讀出被測溫度值，并且可根據(jù)實際要求，通過簡單的編程，實現(xiàn)9～12位的 A／D轉(zhuǎn)換。因而，使用DS18B20可使系統(tǒng)結(jié)構(gòu)更簡單，同時可靠性更高。溫度測量范圍從-55～+125℃，在-10～+85℃檢測誤差不超過 0.5℃，而在整個溫度測量范圍內(nèi)具有±2℃的測量精度，其電路連接如圖6所示。
3.4顯示及報警電路
顯示電路采用4位共陽LED數(shù)碼管，碼段由74LS244驅(qū)動電路驅(qū)動；驅(qū)動電路由PNP晶體管8550驅(qū)動。圖7給出報警電路。它采用晶體管驅(qū)動。
4結(jié)語
該倒車雷達系統(tǒng)利用超聲波實現(xiàn)了無接觸測距；采用高精度溫度傳感器實現(xiàn)了對超聲波測距系統(tǒng)的溫度測量和補償，即根據(jù)v=331+0.60T，對聲速進行了補償，提高了測量精度。具有電路設(shè)計簡單，價格便宜，測量精度比較高的優(yōu)點，目前已批量生產(chǎn)。
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