超声波一体化探头调试中检测不到回波。。。求做过超声波的朋友指点

gaoguanyixh · 发表于 2011-12-6 04:32:13

用ATmega8的CTC模式40KHZ方波+升压中周发射+cx20106接收，中间本来用CD4052控制，但是调试的时候没有回波，所以就去掉了。发射8个方波信号后等待1ms后检测回波，接收使用CX20106已经调试正常，可以触发ICP中断，程序连续测量三次求平均值，但是数字还是乱闪，根本没有接收到回波，应该是余震或者是cx20106太敏感受到其他干扰。

其中我有几个问题弄不明白，还望大家指点：
1.cx20106的反馈电阻，我查了好多图纸，有的说是4.7，也有说是10K都不算大的。我自己用电位器调整，在1脚（信号输入端）悬空的情况下，保证7脚（输出端）没有低电平输出。但是这样实验下来。电阻竟然需要200K才能保证cx20106稳定下来，不乱触发。但是这样反馈电阻这么大，超声波回波的小信号应该也不能被放大了吧？
2.因为手头比较简陋，没有好的示波器，只有一台老爷机，也不知道准不准了。测得MEGA8（外接8MHZ晶体）的TC2 CTC模式无分频时，OCR2=0X63时的波形为80KHZ还多，虽然我还是比较相信公式计算应该是准确的，但是探头一直发出哒哒的声音，这是正常的吗？。又测了接收到CX20106的输入端的波形如图，波形里有两个我画圈的位置出现两个幅值的波动，这是什么情况引起的？
3.接收的回波信号幅度我看其他人的资料说应该是mV级别的。但是我怎么放大波形的幅度还是找不到那种能看上去像回波的位置。请大家帮帮忙。给我点思路，下面该怎么调节才能成功。。

接收信号 (原文件名:QQ截图20111206040540.jpg)

newselect · 发表于 2011-12-6 08:37:52

哒哒的声音是正常的,请问超声波发送的时间间隔是多少?

gaoguanyixh · 发表于 2011-12-6 09:00:21

回复【1楼】newselect 熊宝宝
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是这样的，每次发送8个脉冲，然后延时1.2ms等待余震结束，结束后就开启ICP外部事件捕捉中断，等待中断触发，中断触发后进行测距运算，接着就是第二次发送8个脉冲，这样循环3次，然后求出平均值，送去显示，算是一次测距完成。现在波形上显示的就是三次测距的接收回来的波形，示波器我觉得不准，不过当时测量时应该是0.5ms/div左右吧。信号幅度大概应该是0.2V/div

修改原因：1.2ms的延迟时间误写成了1.2us。

lichen867 · 发表于 2011-12-6 09:57:29

应该是延迟时间太短啦~探头余震，那可是相当强烈呀

wenwenba · 发表于 2011-12-6 10:06:05

回复【2楼】gaoguanyixh
回复【1楼】newselect 熊宝宝
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是这样的，每次发送8个脉冲，然后延时1.2us等待余震结束，结束后就开启icp外部事件捕捉中断，等待中断触发，中断触发后进行测距运算，接着就是第二次发送8个脉冲，这样循环3次，然后求出平均值，送去显示，算是一次测距完成。现在波形上显示的就是三次测距的接收回来的波形，示波器我觉得不准，不过当时测量时应该是0.5ms/div左右吧。信号幅度大概应该是0.2v/div

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40KHZ 延时1.2us ？你太小看余震了。如果你真是做到胃盲区只有1.2us，那么恭喜你，估计你是世界第一了。

我做200KHZ的时候盲区还有60mm呢.根据探头盲区再确定下盲区时间把。

newselect · 发表于 2011-12-6 10:12:53

回复【2楼】gaoguanyixh
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超声波速度340M/S;
传播时间 0.5ms*4 = 2ms,"当时测量时应该是0.5ms/div左右吧"
一来一回的传输距离为:0.002*340/2=0.34M
保守点的话0.3M以内距离是无效的
所以,建议把发送间隔啦长点,有个30ms就好,0.03*340/2=5.1米,留有余量

gaoguanyixh · 发表于 2011-12-6 15:17:30

回复【3楼】lichen867
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回复【4楼】wenwenba
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回复【5楼】newselect 熊宝宝
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是我笔误了。因为探头是问网上的商家买的。后来问他要了技术资料（附图），提供给我的数据是最大余震时间是1.2ms，所以我程序写的是1.2ms延时。不是1.2us。呵呵。抱歉，应该不是延迟的事情。我自己把延迟设置到10ms，但是同样也是看不到回波，智能看到发射波形和余震之后一条平直的斜线。

(原文件名:超声波探头.jpg)

gaoguanyixh · 发表于 2011-12-6 15:24:44

回复【5楼】newselect 熊宝宝
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再次感谢熊宝宝，头像和你人一样可爱，我试试看，加大等待余震延迟时间看看cx20106能不能捕捉到，反正我示波器貌似捕捉不到，老式的SR8示波器，也没有STOP功能。。扫描速度设置到0.2ms/div，屏幕一直在闪，触发同步以后也是扫描速度很低，示波器又不是长余辉的。看来看去就要被催眠了。。

gaoguanyixh · 发表于 2011-12-6 15:31:51

回复【3楼】lichen867
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延迟应该不算短了吧？我波形图上面是接受端的波形，一体化探头接收端过来串联一个10K电阻，一个0.1uF电容，然后对地并联两个二极管消除余震的大信号，最后接到CX20106第一脚，波形就是CX20106第一脚侧得的。如果我分析正确的话，我觉得两次发送中间的那段波形已经很平缓了吧？应该是已经过了余震范围的？

gaoguanyixh · 发表于 2011-12-6 15:40:29

回复【4楼】wenwenba
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多谢WENENBA朋友的提醒。呵呵。时间是1.2ms。笔误了。我已经改过来了。主要是收不到回波。有没有什么好的方法能判断我为什么没有回波吗。或者说什么问题会导致没有回波？
我觉得我的发射波形有点畸变，方波驱动N-MOS和中周组成的他激震荡，以前听说中周变压器次级需要阻抗匹配，初级需要并联电容和前面的震荡电路构成谐振选频，不知道是不是这样。我买的就是普通淘宝上1.2元一个的超声波变压器，没有自带的电容，初级42T，次级420T。10:1的变比，我拆开一个来看，里面就是一个小的工型铁氧体磁芯骨架上乱绕了初次级，在没有其他东西了。具体电路是不是谐振。次级是不是匹配我能力有限，搞不清楚，但是中周输出端的波形测得是个畸变正弦波，又类似三角波，上升时间的中点处波形下陷，但是整个周期还能和单片机输出的周期基本吻合。

gaoguanyixh · 发表于 2011-12-6 15:54:25

这是我的探头驱动电路，以前看资料都是用的8050的三极管驱动中周，我试了很多次，贴片封装mega8的OC2输出40KHZ方波驱动8050基极，一连通到基极，幅值就从4V左右调到零点几伏，三极管导通的时候不能进入深度饱和，两下就烧坏了，所以我觉得应该是单片机端口的拉电流太小，不足以提供足够的8050基极电流使他在高电平时可靠饱和，所以选择了3.3V驱动的N-MOS。型号为FDN-335-NL。我觉得效果还算满意。毕竟是电压驱动，栅极不需要电流。

(原文件名:QQ截图20111206154821.jpg)

newselect · 发表于 2011-12-6 16:27:13

该不会直接就测A_Receive端信号吧?没有信号放大?

gaoguanyixh · 发表于 2011-12-6 16:36:37

是啊。就是A_receive测得的波形，用的示波器0.2V/div档位。接收用的CX20106红外/超声波40KHZ的芯片，这个芯片应该是包含了小信号放大，波形整形，施密特触发器这些部分了。

(原文件名:QQ截图20111206163458.jpg)

gaoguanyixh · 发表于 2011-12-6 20:36:40

还是接收不到信号。。大家帮帮忙吧。

gaoguanyixh · 发表于 2011-12-7 04:21:37

实在郁闷了。求人不如求己，连夜又焊了一块NE5532的板子，感觉CX20106太难把握放大增益，又测不到回波信号。放大之后的信号经过片内处理直接就变成下降沿，不直观。参考其他朋友的雷达电路。焊了5532两级放大+施密特触发器。感觉还不错。但是仍然没看到想要的回波信号。。苍天啊。。大地啊。。难道我买的这个一体化探头4个都是哑弹啊？为啥不接受回波呢。。真的想不出来原因了。。下面两张图是又测得的信号。一张是发射端口的发射信号（幅度大概100VP-P）和接受端5532第一级放大之后的波形同步以后。另一张是5532第一级放大后的波形和施密特触发器输出给ICP中断的信号。有没有做过一体化探头超声波的朋友。指点指点吧。实在很头大，做了快一个月了。。。

(原文件名:QQ截图20111207040956.jpg)

(原文件名:QQ截图20111207041014.jpg)

albert_w · 发表于 2011-12-7 08:43:10

a点伤不起啊，幅度太小了。貌似你用的防水换能器？这个的接收信号幅度很小的，至少放大10倍后测量。如果不是防水的，max232就够驱动了

gaoguanyixh · 发表于 2011-12-7 10:48:23

回复【15楼】albert_w
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是啊。防水型探头，就是倒车雷达用的那种探头。开始我还以为就是和普通分体探头一样的。用的74hc04驱动的。结果惨了。板子都做出来了。发现峰峰值不够。又问买探头的卖家要的技术资料。傻眼了。180Vp-p。又去买的超声波用中周，勉强够100多伏的峰峰值驱动电压。但是接收电路又不行。如果是回波信号很小的话，那总有1mV吧？还是零点几mV级别的？为啥示波器测不到呢。郁闷。而且cx20106或者5532.轻轻松松也都有100dB以上的增益了吧。如果这样不行的话。还有没有别的方法或者电路能参考一下。先谢谢您了。

dew2901 · 发表于 2011-12-7 13:09:12

MARK

albert_w · 发表于 2011-12-7 13:21:11

回复【16楼】gaoguanyixh
回复【15楼】albert_w
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是啊。防水型探头，就是倒车雷达用的那种探头。开始我还以为就是和普通分体探头一样的。用的74hc04驱动的。结果惨了。板子都做出来了。发现峰峰值不够。又问买探头的卖家要的技术资料。傻眼了。180vp-p。又去买的超声波用中周，勉强够100多伏的峰峰值驱动电压。但是接收电路又不行。如果是回波信号很小的话，那总有1mv吧？还是零点几mv级别的？为啥示波器测不到呢。郁闷。而且cx20106或者5532.轻轻松松也都有100db以上的增益了吧。如果这样不行的话。还有没有别的方法或者电路能参考一下。先谢谢您了。
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懷疑100db這個說法。
檢查下5532的電路倍數是否正確，d1的用途是？
抱歉沒有參考電路。不妨就用運放直接搭電路。100v的驅動勉強夠了，長距離需要聲聚焦的東西。測試建議反射物垂直且一米左右，先估算好時間，更容易找到波形

gaoguanyixh · 发表于 2011-12-7 19:02:53

回复【18楼】albert_w
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我查了一下，CX20106的增益资料上说是80dB。确实没有100那么高。5532运放的话。两级OP都是反向放大，每级增益100dB。应该更优越吧？可以这么理解吗？
刚才刚睡醒，起来又测了下输入信号。这次是没有接探头的情况下测得。A通道：NE5532第一级放大之后的信号，B通道：最终施密特触发器输出的信号。用示波器做了A+B输出。这次注意到没有接探头应该是没有反射的超声波信号的吧？但是反而有个小信号被放大了（图中红色框内）。而且最终成功的触发了施密特触发器，说明到达了阀值电压。而且这个信号在一直触发着INT0中断。这个信号是怎么来的呢？没有接探头也不会有余震吧？更不会有反射信号吧。。奇怪了。。郁闷中。。

(原文件名:QQ截图20111207184556.jpg)

gaoguanyixh · 发表于 2011-12-7 19:07:06

如果发射电路停止工作。只是接通接收电路。那么没有噪声，很平静。也没有中断被触发。这是怎么回事啊。。
另回复【18楼】albert_w
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D1和输出隔离电容器后面的两个二极管是一个作用。因为开始没有后面两个。所以就只有D1。后来截图的时候又按照现在用的电路画上去了两个二极管。所以D1已经没有用处了。

albert_w · 发表于 2011-12-8 01:20:05

实话说楼上的楼上图没看懂。5532每级100db，啥概念，100000倍，你开环么？12M的增益带宽积，顶天也就300倍。反馈电阻怎么取的？
实际来说两级各30倍，应该非常明显能看到回波了。不行就买瓶，不是罐，可乐，喝了把上半截剪下来，有喇叭口就可以了，不需要太长，套在换能器上，保持同轴。这个反射器还可以。

gaoguanyixh · 发表于 2011-12-8 01:46:16

回复【21楼】albert_w
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哎。自己再看看吧。电路学的一塌糊涂，很感谢albert_w 现在电路还有点别的问题，发射电路的震荡干扰太严重了。场效应管很灵敏，通电就触发INT0。不给40KHZ信号。用手摸摸栅极都能触发中断。我现在用的这个电路是普通的反向放大。增益确实没有很高。第二级的信号强度已经有1V以上了，第二级放大1V/V的话。按照增益带宽积=12m的话。确实不能有很大增益了。不过在坛子里找到一个图纸。看这个电路很神奇啊。。标称10000倍。。能做到吗。。

(原文件名:ourdev_422963.jpg)

void_delay · 发表于 2011-12-8 03:38:50

学习

albert_w · 发表于 2011-12-8 14:17:07

是不是搞错了，平时int不开的，等到发送了tx，并且过了余震阶段再打开即可。当然tx了就要开定时器。
10000倍才80db嘛，虽然感觉太大了。1000倍这个数量级足够吧。100倍每一级应该能做到，但是是否稳定就不好说了。

gaoguanyixh · 发表于 2011-12-8 16:48:11

回复【24楼】albert_w
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郁闷了。程序应该问题不大。我用定时器1的CTC模式做的40KHZ波形发生，发送4个脉冲。然后延时1000us，启动INT0的中断使能，但是每次都是一开中断就被触发了。查了半天原因。觉得应该是振荡器在停止40KHZ波形发射之后还在震荡？真郁闷了。

albert_w · 发表于 2011-12-8 17:10:50

可以把比较器的参考电压给高些. 半电压是有风吹草动就触发,可以偏离一些1/2 vcc. 这个偏离就是阈值了.

gaoguanyixh · 发表于 2011-12-8 22:44:47

爽歪歪了。终于调出回波了。。真不容易，2天3夜突击奋战。在此真的很感谢albert_w朋友给我很多帮助和想法，经过调试降低接收电路的灵敏度以后就不会再乱触发中断了。暂时只是看到出了回波波形剩下的电路和程序慢慢来就好弄了。上两个波形图分享给那些可能和我遇到一样的问题的朋友。等做好了如果效果不错的话。我就放出资料给大家。再次感谢。

(原文件名:QQ截图20111208223912.jpg)

(原文件名:QQ截图20111208224009.jpg)

WUYIDANFEI · 发表于 2011-12-13 20:02:58

楼主现在做得怎么样了？

sunicecream · 发表于 2011-12-14 16:31:12

我也是发出去没有收到回波。调了好多天了，悲催的

WUYIDANFEI · 发表于 2011-12-14 21:57:15

40KHZ的脉冲波可以用单片机pwm模块来提供么？

WUYIDANFEI · 发表于 2011-12-15 10:28:45

回复【11楼】newselect 熊宝宝
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40KHZ的脉冲波可以用单片机pwm模块来提供么？

WUYIDANFEI · 发表于 2012-2-17 21:01:12

怎么没有下文了？

fly_pig · 发表于 2012-3-2 11:53:49

回复【27楼】gaoguanyixh
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我这也没用回波，好几天了，一体的探头，把调试注意事项说说吗？

jqfsjt · 发表于 2012-3-2 21:27:24

mark

438219660 · 发表于 2012-3-2 21:52:14

mark

gongnn · 发表于 2012-3-2 22:26:11

拆个倒车雷达就知道了。

kneken · 发表于 2012-3-2 22:36:54

mark

vincent_xu · 发表于 2012-5-15 14:35:05

mark，很详细的讨论帖，不知道楼主做咋样了？

xuxer110 · 发表于 2012-11-21 17:43:31

楼主不厚道，也米个结论

hephi · 发表于 2012-11-23 00:22:13

做过倒车雷达的，光是测距的话，是多么的简单。
用16位定时器定时10000us，发完20个波后，每次扫描到输入回波的IO跳变记录当时的定时器值，回波宽度满足一定的值才认为是障碍物，距离=时间值/58。

ouyangyu · 发表于 2012-12-4 11:46:01

支持同行

nianhua_m · 发表于 2016-7-15 15:03:48

很不错的一体化超声波遇到问题的帖子，楼主要回来结贴总结总结经验也给我们学习学习

光明星1号 · 发表于 2018-11-21 13:52:17

albert_w 发表于 2011-12-8 01:20
实话说楼上的楼上图没看懂。5532每级100db，啥概念，100000倍，你开环么？12M的增益带宽积，顶天也就300倍 ...

根据我最近的调试，这个回复绝对是专业，绝对有指导性！

Bob0917 · 发表于 2021-10-31 13:22:06

楼主成功了吗。能分享以下资料吗。我的也是接收不到回波。模电学的太差。研究了四天了。太难了。

超声波一体化探头调试中检测不到回波。。。求做过超声波的朋友指点

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