CN1453561A - 高频多脉冲超声波发射驱动和前置接收电路 - Google Patents

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Abstract

一种高频多脉冲超声波发射驱动和前置接收电路，属于线性电子线路技术领域，包括前置接收放大器、与四路电流驱动器分别串联的四组正反极互相并联的二极管对，四组正反极互相并联的二极管对的另一端与前置接收放大器连接，前置接收放大器由模拟开关、电容和电阻组成的阻容低通滤波器、耦合电容、耦合电容、平衡输入的可变增益高频放大器顺序连接组成的，本发明的有益效果是，能产生超声波流量计传感器－压电陶瓷片所需要的高频大峰值差分电流驱动信号，驱动电路延迟时间小，延迟时间的不均匀性和随时间漂移性好，接收电路具有较高的抗干扰性能、结构简单、性能一致性好、无需调整，传感器可以远离主机达600米以上。

Description

高频多脉冲超声波发射驱动和前置接收电路
技术领域
本发明涉及一种超声波流量计所使用高频多脉冲超声波发射驱动和前置信号接收电路。
背景技术
时差型超声波流量计是一种通过检测穿过管道中的流体的上下两路超声波信号的渡越时间差，以下简称为时差，换算得到流体的流速的速度型流量计。这种超声波流量计的超声波发射传感器---压电陶瓷片，属于电容型负载---需要很大峰值电流高频脉冲驱动信号，以尽可能减小电路的延迟时间，提高仪器的测量精度；另一方面，接受传感器所感生的原始接收信号又很小，在工业应用场合中很容易受到干扰，使仪器的性能和精度变差。
发明内容
本发明的目的就是提供一种能产生超声波流量计传感器-压电陶瓷片所需要的高频大峰值差分电流驱动信号、接收电路具有较高的抗干扰性能、结构简单、性能一致性好、无需调整的高频多脉冲超声波发射驱动和前置接收电路。
本发明的技术解决方案是，高频多脉冲超声波发射驱动和前置接收电路，包括前置接收放大器、与四路电流驱动器分别串联的四组正反极互相并联的二极管对，四组正反极互相并联的二极管对的另一端与前置接收放大器连接。
前置接收放大器13由模拟开关14、电容15和电阻17组成的阻容低通滤波器、耦合电容16、耦合电容18、平衡输入的可变增益高频放大器19顺序连接组成的
模拟开关14是MAX4632、MAX4633。
阻容低通滤波器中，电容15为100pF～10000P，电阻17100～10000欧姆。
可变增益高频放大器19型号是MC1350。
电流驱动器1、2、3、4用MOSFET集成驱动器，型号是TC4423、TC4424、TC4425、TC4426、TC4427、TC4428、TC4469、MAX4427、MAX4426、MAX4428。
本发明的有益效果是，驱动电路延迟时间小，延迟时间的不均匀性和随时间漂移性好，电路简单可靠；信号接收电路由于采用了差分输入形式，抗共模干扰性能好，传感器可以远离主机达600米以上。
附图说明
图1是本发明的电路原理图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。
电流驱动器1、2、3、4选用美国MICROCHIP公司生产的TC4424双路MOSFET集成驱动器，四组正反极互相并联的二极管对中的二极管5、6、7、8、9、10、11、12选用常规开关二极管1N4148，集成模拟开关14选用美国MAXIM公司生产的MAX4632，具有双路平衡输入的自动增益控制放大器19用摩托罗拉公司生产的M1350。电容15、16、18是0.01uF，电阻17是1000欧姆。
采用现有的大电流MOSFET驱动器集成电路块，直接产生大峰值电流驱动信号，通过正反极互相并联的开关二极管，耦合至压电陶瓷片，进行驱动。正反极互相并联的开关二极管起收发信号开关的作用。每一路超声波发射压电陶瓷片两端分别使用输入信号相位相反但电路结构相同的两路驱动电路进行驱动，以达到差分驱动，结构平衡的目的。接收信号电路采用集成模拟开关把两路接收传感器上感生的超声波电信号切换至差分输入可变增益高频放大器产生固定幅值的信号输出至后续电路。采用差分放大器的目的是，提高电路的抗共模干扰能力。

Claims (6)

1.一种高频多脉冲超声波发射驱动和前置接收电路，包括前置接收放大器，其特征在于，还包括与四路电流驱动器分别串联的四组正反极互相并联的二极管对，四组正反极互相并联的二极管对的另一端与前置接收放大器连接。
2.根据权利要求1所述的高频多脉冲超声波发射驱动和前置接收电路，其特征在于，前置接收放大器(13)由模拟开关(14)、电容(15)和电阻(17)组成的阻容低通滤波器、耦合电容(16)、耦合电容(18)、平衡输入的可变增益高频放大器(19)顺序连接组成的
3.根据权利要求1、2所述的高频多脉冲超声波发射驱动和前置接收电路，其特征在于，模拟开关(14)是MAX4632、MAX4633。
4.根据权利要求1、2所述的高频多脉冲超声波发射驱动和前置接收电路，其特征在于，阻容低通滤波器中，电容(15)为100pF～10000P，电阻(17)100～10000欧姆。
5.根据权利要求1、2所述的高频多脉冲超声波发射驱动和前置接收电路，其特征在于，可变增益高频放大器(19)型号是MC1350。
6.根据权利要求1所述的高频多脉冲超声波发射驱动和前置接收电路，其特征在于，电流驱动器(1、2、3、4)用MOSFET集成驱动器，型号是TC4423、TC4424、TC4425、TC4426、TC4427、TC4428、TC4469、MAX4427、MAX4426、MAX4428。
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