超聲波振子發(fā)射與接收波形捕捉與分析

ID:283954 · 發(fā)表于 2018-6-13 22:35

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(fā)射和接收器，這樣就能觀測到超聲波振子的波形，先將發(fā)射與接收對著看，如圖：

用單片機控制發(fā)射一段一段的超聲波，第一次測得的波形是這樣的：

余震達到250MS，這表示盲區(qū)將達到85m, 不可能吧？隨后不知怎樣調(diào)了調(diào)，就出現(xiàn)這樣的波形：

這個才對呀，放大仔細查看：

這是發(fā)射開始時的波形，發(fā)現(xiàn)原來發(fā)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(fā)射訊號停止時的波形：

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(qū)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(qū)達到51cm, 半米啊，很驚人，也可能是我算錯了。接著是把發(fā)射和接收器并排，就像市面上賣的那種測距器一樣，如圖：

由于發(fā)射與接收很靠近，發(fā)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：

開始發(fā)射后，短時間就看到接收器收到微弱的訊號，那就是相鄰發(fā)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：

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(fā)射器還在發(fā)射，不會影響對反射波的辨別，如果能想點辦法隔離發(fā)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(diào)整，卻再也無法重現(xiàn)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(xiàn)的，但由于有振子起振的延遲，也會有幾個cm的盲區(qū)。