超声波接收电路设计

设计方案一

(1)元件LM358

(2)

设计方案二

超声波接收头和IC4组成超声波信号的检测和放大。反射回来的超声波信号经IC4的2级放大1000倍（60dB），第1级放大100倍（40dB），第2级放大10倍（20dB）。   由于一般的运算放大器需要正、负对称电源，而该装置电源用的是单电源（9V）供电，为保证其可靠工作，这里用R10和R11进行分压，这时在IC4的同相端有4.5V的中点电压，这样可以保证放大的交流信号的质量，不至于产生信号失真。

电路图：

仿真结果

输入波形 参数

一级放放大 波形图

放大倍数：100/1=100

二级放大波形图

总放大倍数：4.3*200/1=860

PCB图

四.总结

（1）软件设计

常用的画电路图软件有prote 99se、protel 2004及ISIS等。由于Multisim 9安装简便、容易上手、画图美观等优点，在本次实验设计中，我所使用的画电路图软件为Multisim。

Multisim 是全球独一无二的交互式电路模拟软件，令你产品设计事半功倍。Multisim 完全集成 Multicap，乃构建电路并立即模拟运行的理想工具。Multisim电子电路全功能模拟测试仿真软件，是一套完整的系统设计工具，其强大功能包含：元器件编辑、选取、放置；电路图编辑、绘制；电路工作状况测试；电路特性分析；电路图报表输出打印；档案转入/出；PCB文件转换功能；结合SPICE、VHDL、Verilog共同仿真；高阶RF设计功能；虚拟仪器测试及分析功能；计划及团队设计功能； VHDL及Verilog设计与仿真；FPGA／CPLD组件合成。

我们通过人机对话的方式，亲自动手搭接电路，进行元件接线，参数设定。边连线，边测试，边修改，边分析，并与理论计算结果进行对照。通过Multisim软件的"componentProperties"(元件属性)可随时调整和修改元器件参数，分析各元件参数对电路的作用与影响。

调试和测量过程就是最好的学习过程。在这样的实验中，把实验与理论有机的结合起来，加深了我们对理论的认识。我们可以通过一个实际的设计例子来体现Multisim仿真软件的优越性。

通过以上设计可见，运用Multisim软件，可方便地在计算机上设计电路，并进行仿真。通过改变电路参数，可以观察不同电路参数对电路性能的影响，用虚拟仪器可以观察各实验点的波形及整个电路的实验结果，一个方案不成功可刷新重来，反复多次后选择出最佳的设计方案。由于该软件具有丰富的元件库和仪器库，可以充分发挥我们的想象力和创造力，大胆进行设计尝试，不必担心元器件会损坏，这样的设计可以随心所欲、花样叠出。

若电路设计有误，通过仿真，软件会做出警告或提示，当设计方案正确无误后，再按此方案搭接实际电路。用Multisim软件设计电子电路改变了传统的基于电路板的设计方法，从而可以大大缩短设计时间，节约开发费用，提高效率。Multisim软件是设计电子电路的有效工具。

Multisim9是一个虚拟实验室，为使用者造就了一个集成一体化的试验环境，他采用图形化的输入方式，只需进行简单的拖放和连接操作，便可完成电路的搭建与分析。

作为一个专业应用软件，他具有以下特点：

    (1)丰富的元件和测试仪器

Multisim9提供了数千种电路元件，包括基本独立元件(电阻、电容、三极管等)、集成电路(74及40系列芯片、DA及AD、集成运放等)、源器件(各种独立源、受控源、时钟信号等)、基本显示器件(伏特表、电流表、数码管等)和其他元器件(继电器、电磁铁、直流电机等)，而且还可以根据需要扩充或新建已有的元器件库，大大方便了使用者。软件中各元器件参数可调，并提供了理想值，这为分析电路的实际值与理论值的差异提供了依据。Multisim9的测试仪器包括数字万用表、函数发生器、多综示波器、扫频仪、频率计、逻辑分析仪等，很难设想实际购置这些仪器设备所需的巨额投资。

(2)动态可视化效果

　　Multisim9的元器件采用与实物一致的外形，使用者即便是第一次使用，也能方便地找到所需的元器件。对于测试仪器，其测量结果的显示也与实际设备一致，能实时检测系统的运行。另外，他的数码管能够发光、熔断丝可以烧断、蜂鸣器能够发声、电阻器能够通过键盘随时改变阻值，形象地表征了电路的动态特性，体现了其“软件即仪器”的本质特性。

(3)多种分析功能

　　作为虚拟的电子工作台，Multisim9提供了详细的电路分析手段，不仅可以完成电路的瞬态分析、稳态分析、时域和频域分析、器件的线性和非线性分析、电路的噪声分析和失真分析等常规电路分析方法，而且还提供了离散傅里叶分析、电路零极点分析、交直流灵敏度分析和电路容差分析等共计27种电路分析方法，以帮助我们分析电路的性能。此外他还可以对被仿真电路中的元件设置各种故障，如开路、短路和不同程度的漏电等，从而观察到在不同故障情况条件下的电路工作状态。

    (4)兼容性好

　　Multisim 9的器件模型和分析方法都是建立在SPICE(Simulation Program with Integrated CircuitEmphasis)仿真程序的基础上，因此他与SPICE的网格兼出PCB文件，这样利用Multisim9一个软件，便可完成从电路的设计分析直至印刷电路板格式文件输出等全部设计工作，大大加快了产品的开发速度，提高了设计人员的工作效率。

  仿真结果:

   

                                                   

超声波接收电路设计0805014143王超.doc (287.5 KB, 下载次数: 8)

2021-5-9 20:26 上传

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