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超聲波振子發射與接收波形捕捉與分析

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ID:283954 發表于 2018-6-13 22:35 | 顯示全部樓層 |閱讀模式
由于想制作一個能測量1-5CM距離的超聲波測距器,必須了解超聲波振子的功能,于是制作了一組40khz的超聲波發射和接收器,這樣就能觀測到超聲波振子的波形,先將發射與接收對著看,如圖:

DSC00711a.jpg

用單片機控制發射一段一段的超聲波,第一次測得的波形是這樣的:

ultra-1J.jpg

余震達到250MS,這表示盲區將達到85m, 不可能吧?隨后不知怎樣調了調,就出現這樣的波形:

ultra-2J.jpg

這個才對呀,放大仔細查看:

ultra-3Ja.jpg

這是發射開始時的波形,發現原來發射振子啟動也需要一段時間慢慢增大,不是想象中一給訊號就完美輸出聲波,這時間大概100-200us, 再看看發射訊號停止時的波形:

ultra-4Ja.jpg

早就聽說超聲波振子是有余震的,終于清楚看到了,停止給振子訊號后,要1.5ms才會完全停止,這就是所謂盲區的由來,這段時間如果有反射波回來,是無法分清楚是余震還是反射波,以1.5ms算,盲區達到51cm, 半米啊,很驚人,也可能是我算錯了。接著是把發射和接收器并排,就像市面上賣的那種測距器一樣,如圖:

DSC00715a.jpg

由于發射與接收很靠近,發射波會直接透過外殼送到接收器,究竟有多大呢,看看這張圖:

ultra-5J.jpg

開始發射后,短時間就看到接收器收到微弱的訊號,那就是相鄰發射器漏過來的訊號,這時前面并沒有物體,沒有反射波,再看看這個圖:

ultra-6J.jpg

這是將手掌放在距離大概7cm的地方,反射波幅度很大,雖然這時發射器還在發射,不會影響對反射波的辨別,如果能想點辦法隔離發射器與接收器,應該能再降低相鄰訊號的干擾。

納悶的是,無論我后來對線路如何調整,卻再也無法重現第一張波形圖了,誰會知道原因呢?


結論:從這些測試的結果,我所設想的5CM超聲波測距應該可是以實現的,但由于有振子起振的延遲,也會有幾個cm的盲區。




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ID:351637 發表于 2018-6-14 10:16 | 顯示全部樓層
好帖子,要頂,學習了,別沉。
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ID:253767 發表于 2018-6-21 07:27 | 顯示全部樓層
謝謝分享,學習了
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ID:343102 發表于 2018-7-16 20:34 | 顯示全部樓層
好帖子,學習了。
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ID:351832 發表于 2018-9-4 20:08 | 顯示全部樓層
厲害
這個使用什么測試的呢
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ID:393670 發表于 2018-9-5 01:25 | 顯示全部樓層
好資料,51黑有你更精彩!!!
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