可識別超聲波回波時間的延遲脈沖發生電路

電路的功能

在處理超聲波的反射信號時，為了作到只有特定的反射距離才有效，讓反射時間與發送信號時間有一定的延遲，然后產生門脈沖，用門脈沖與反射波相“與”，取出反射波信號。反射物質的距離改變時，反射波到達的時間也跟著改變。設定門脈沖寬度，使之進行寬口檢測，便可將反射波作為報警輸出。

電路工作原理

聲波的傳播速度為340M/S，假定聲波往返距離為2M~20M，延遲時間則為5.88~58.8MS。如果窗口寬度為10CM~1M，門脈沖寬度PW約為300US~3MS。

延時定時器IC也可用555，但本電路選用了4000系列的C-MOS（4538B）IC，目的在于使電路簡化。定時時間T計算簡便，可用T=公式，與電源電壓VDD無關。

觸發信號使晶體管TT1在觸發脈沖的上升邊導通，延時定時器開始定時，脈沖寬度PD根據PD=C2（R4+VR1）公式求出，可在4.7MS~51.7MS范圍內變化。

定時結束，Q輸出由“L”電平變為“H”電平，觸發下一級定時電路。4538B可以自由選擇觸發脈沖的極性，可直接耦合，此外，因為使用了C-MOS IC，可以設定長延遲時間。

窗口脈沖寬度PW用PW=C3（R5+VR2）公式計算，可在300US~3.6MS范圍內變化。

觸發脈沖經過晶體管電路輸入，是因為觸發信號電平有可能超過5V邏輯電平。如果產生觸發信號的振蕩電路也在5V邏輯電平下工作，可把振蕩電路輸出直接接在A或B輸入端。

元件選擇

只要是小信號用的硅NPN晶體管基本上都適用于本電路。由于4000系列C-MOS單穩態多諧振振蕩器4528B存在定時時間計算方法不同和精度不高等問題，本電路沒有采用，用了4538B。

電容器C2、C3必須選用溫度特性好的產品，如薄膜電容。正負5%誤差的產品比較便宜，應根據使用情況選擇R4、R5的精度。

可變電阻最好選用精度高、穩定性好、旋轉10圈左右的電位器，如果用半可變電阻，可變范圍縮小，也可用普通可變電阻。

組裝要點

使用C-MOS單穩態多諧振蕩器，對觸發輸入波形要求較嚴，稍有突跳就會誤動作，所以接線要盡量短，為了保險起見，還應加電容器C1。

應用說明

本電路可用于超聲波信號處理，要獲得1US以下的延遲，可用74LS221或74HC221取代4538B，定時電阻RT或VR降為數千歐姆。

在調整定時電路中，IC本身的傳輸延時會疊加，有時可用基準時間稍為滯后的辦法解決。