2.1 Разработка структурной схемы и принцип работы
Данное устройство относится к аналоговым приборам, питается от автомобильной цепи 10-15 В.
Генератор тактовых импульсов выдаёт импульсы, которые в дальнейшем будут усиливаться, собираться в пачки и путём возбуждения пьезопластины датчика излучателя, посылать ультразвуковые волны для отражения последних от поверхностей тел расстояние, до которых необходимо измерить.
Измерение проводиться на рабочей частоте излучателя и приёмника – 40кГц. Такой частоты добиваются, синхронизировав работу генераторов и рассчитав необходимый коэффициент усиления сигнала. Работу устройства можно разделить на 2 этапа:
формирование и усиление сигнала для излучателя;
получение эха сигнала и обработка полученной информации;
На первом этапе генератор тактовых импульсов образовывыет сигнал который в дальнейшем при помощи задающего генератора и ключа собирается в пачки. Эти пачки через заданные промежутки времени будут усиливаться, и через заданные временные интервалы посылаться на излучатель.
На втором этапе осуществляется приём отраженного сигнала.Полученый приёмником импульс усиливается в виду того что отраженный сигнал намного ослабевает после отражения и прохождения дистанции в воздухе.Эхо сигнала сформированного на первом этапе и усилинного в начале второго попадает на тригггер, преобразователь напряжения в ток и в конце на стрелочный магнито-электрический индикатор по котрому пользователь и сможет определить расстояние от своего автомобиля до обьектов.
Рисунок 4. Структурная схема прибора
Работу генератора тактовых импульсов и генератора задающих импульсов можно увидеть на графике 1.
График 1.Формирование импульсов для
2.2 Генераторы
Генераторы является одними из самых важних элементов данного устройства. Выдавая электрические импульсы заданной частоты, генератор таким образом даёт начало работе всей системе. В качестве генератора тактовых импульсов в устройстве применяется мультивибртор.
Одной из очень известных и часто применяющихся в электронике схем, является симметричный мультивибратор, который представляет собой электронное устройство вырабатывающее (генерирующее) колебания по форме, приближающиеся к прямоугольной. Мультивибратор собирается на двух транзисторах или логических схемах с дополнительными элементами. По сути это двухкаскадный усилитель с цепью положительной обратной связи (ПОС). Это значит, что выход второго каскада соединён через конденсатор с входом первого каскада. В результате усилитель за счёт положительной обратной связи превращается в генератор.
Для того чтобы мультивибратор начал генерировать импульсы достаточно подключить напряжение питания.
Рисунок 5. схема симметричного мультивибратора.
В симметричном мультивибраторе номиналы элементов каждого из двух плеч абсолютно одинаковы: R1=R4, R2=R3, C1=C2. Если посмотреть на осциллограмму выходного сигнала симметричного мультивибратора, то легко заметить, что прямоугольные импульсы и паузы между ними одинаковы по времени. t импульса (tи) = t паузы (tп). Резисторы в коллекторных цепях транзисторов не влияют на параметры импульсов, и их номинал подбирается в зависимости от типа применяемого транзистора.
Задающий генератор с регулировкой частоты и скважности импульсов на КР1006ВИ1
Рисунок 6.Задающий генератор с регулировкой частоты
Задающий генератор для различных электронных устройств удобно реализовать на широко распространенной микросхеме-таймере КР1006ВИ1 (зарубежный аналог LM555). На рис. 6 приведена простая и эффективная схема такого генератора.
Рассмотрим ее подробнее. Микросхема включена по классической схеме. Времязадающие резисторы R2 и R3 своими сопротивлениями определяют параметры импульсов генератора и его частоту в широких пределах. Причем сопротивление резистора R2 определяет частоту, a R3 - соответственно ширину импульсов генератора. Кроме удобства регулировки параметров выходных импульсов генератора, такое устройство можно применять универсально, в любых электронных узлах и самодельных схемах , где требуется задающий генератор с периодом длительности выходных импульсов 10...100 мкс, а периода следования в диапазоне 50...100 мкс. Эти параметры также зависят и от емкости конденсатора С1.
Напряжение источника питания в диапазоне 6... 15 В. Следует учитывать, что амплитуда выходных импульсов задающего генератора пропорциональна