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1、10申请公布号CN101943754A43申请公布日20110112CN101943754ACN101943754A21申请号201010249393122申请日20100809G01S15/93200601G01S7/52200601H04B3/2020060171申请人广州市奇舰达电子有限公司地址511483广东省广州市番禺区沙湾镇龙岐村西环路岐山路段东侧72发明人黄国全74专利代理机构广州知友专利商标代理有限公司44104代理人宣国华54发明名称一种用双股线传输信号的有源超声波探头电路57摘要本发明公开了一种用双股线传输信号的有源超声波探头电路，包括超声波传感器、传感器信号接收放大电路、。
2、变压器、工作电源产生电路与主机信号发射电路；工作电源产生电路分别给所述各电路供电，主机信号发射电路的输出端连接传感器发射超声波信号；传感器的反射回波输出端接入信号接收放大电路输入端；工作电源产生电路的输入端、传感器信号接收放大电路的输出端与主机信号发射电路的输入端为同一端通过普通双股线的其中一股连接主机中的对应输入/输出端口，双股线的另一股连接于主机与所述各电路的共地之间。本发明采用简单的电路，且无需采用屏蔽线，只需普通双股线来完成电路，既有效提高了有源超声波探头电路的可靠性，且电路简单、成本低且抗干扰性好。51INTCL19中华人民共和国国家知识产权局12发明专利申请权利要求书1页说明书4页。
3、附图2页CN101943761A1/1页21一种用双股线传输信号的有源超声波探头电路，包括超声波传感器、传感器信号接收放大电路、变压器、工作电源产生电路与主机信号发射电路；工作电源产生电路分别给所述各电路供电，主机信号发射电路的输出端连接传感器发射超声波信号；传感器的反射回波输出端接入信号接收放大电路输入端；其特征在于，所述工作电源产生电路的输入端、传感器信号接收放大电路的输出端与主机信号发射电路的输入端为同一端通过普通双股线的其中一股连接主机中的对应输入/输出端口，双股线的另一股连接于主机与所述各电路的共地之间；所述主机信号发射电路包括稳压二极管D3、隔直电容C9、电阻R3、三极管Q1、变压。
4、器T1、电阻R1、二极管D8与电阻R4，稳压二极管D3的阴极为主机信号发射电路输入端，稳压二极管D3的阳极经隔直电容C9、电阻R3接三极管Q1的基极，三极管Q1的发射极接地，三极管Q1的集电极接变压器T1的初级绕组一端，初级绕组另一端经电阻R1工作电源产生电路的输出端，变压器T1的次级输出接传感器；二极管D8的阴极接电容C9与电阻R3之间，二极管D8的阳极接地；电阻R4并在二极管D8两端；所述传感器信号接收放大电路包括放大器、二极管D4和电阻R14，放大器的输入端耦合接入传感器的反射回波信号，放大器的输出端连接二极管D4的阳极，二极管D4的阴极通过电阻R14接地，二极管D4的阴极为该接收放大电。
5、路连接主机的输出端，反相二极管D4隔断主机输出的高电平和发射信号，向主机传输传感器接收的信号；所述电源产生电路包括二极管D1和充电电容C2，二极管D1的阳极连接主机的输入端，二极管D1的阴极经充电电容C2接地，充电电容C2两端电压为工作电源；二极管D1利用主机输出高电频给电容C2充电，电容C2上产生电源VCC；所述充电电容C2的高电平和稳压二极管D3的导通电压都高于传感器信号接收放大电路的输出信号电平。2根据权利要求1所述的用双股线传输信号的有源超声波探头电路，其特征在于，所述信号放大器采用二级以上相同的晶体管放大电路组成，每级放大电路之间连接有隔直电容；每级放大电路包括一个三极管、两个电阻，。
6、三极管的基极接输入，三极管的发射极接地，三极管的基极与集电极之间连接一个电阻，三极管的集电极连接另一个电阻到工作电源；所述二级以上放大电路的放大倍数满足所述充电电容C2的高电平和稳压二极管D3的导通电压都高于运算放大器的输出信号电平。3根据权利要求2所述的用普通双股线传输信号的有源超声波探头电路，其特征在于，所述三级晶体管放大电路中第一级三极管的集电极和基极之间连接负反馈电容C3，用于高频滤波，防止自激振荡。4根据权利要求2所述的用双股线传输信号的有源超声波探头电路，其特征在于，所述三级晶体管放大电路中每级三极管的发射极和基极之间连接二极管，其中二极管的阳极接晶体管的发射极，二极管的阴极接晶体。
7、管的基极，用于每级放大电路中隔直电容的反向放电。5根据权利要求1所述的用双股线传输信号的有源超声波探头电路，其特征在于，所述信号放大器采用运算放大器，运算放大器的放大倍数满足所述充电电容C2的高电平和稳压二极管D3的导通电压都高于运算放大器的输出信号电平。权利要求书CN101943754ACN101943761A1/4页3一种用双股线传输信号的有源超声波探头电路技术领域0001本发明涉及有源超声波探头电路领域，具体涉及一种用双股线传输信号的有源超声波探头电路。背景技术0002目前，超声波探头一般分为无源超声波探头和有源超声波探头。有源超声波探头的工作原理是主机信号发射电路将主机发射的信号通过变。
8、压器传送到传感器，由传感器输出；传感器接收到反射回来的微小信号，经过信号放大器放大，再传送到主机对该信号进行处理。在这个过程中，主机发射信号和传感器接收信号，如果处理不慎，两信号即会发生信号的相互干扰，降低有源超声波探头的可靠性。为解决这个问题，现有技术一般采用屏蔽线和集成电路设计此电路，成本高而且抗干扰效果不好。发明内容0003本发明的目的之一在于克服现有技术的缺点与不足，提供一种更简单、适用的用双股线传输信号的有源超声波探头电路，其无需采用屏蔽线传输，而且电路简单，成本低且抗干扰性好。0004本发明的目的通过下述技术方案实现一种用双股线传输信号的有源超声波探头电路，包括超声波传感器、传感器。
9、信号接收放大电路、工作电源产生电路与主机信号发射电路；工作电源产生电路分别给所述各电路供电，主机信号发射电路的输出端连接传感器发射超声波信号；传感器的反射回波输出端接入信号接收放大电路输入端；0005所述工作电源产生电路的输入端、传感器信号接收放大电路的输出端与主机信号发射电路的输入端为同一端通过普通双股线的其中一股连接主机中的对应输入/输出端口，双股线的另一股连接于主机与所述各电路的共地之间；0006所述主机信号发射电路包括稳压二极管D3、隔直电容C9、电阻R3、三极管Q1、变压器T1、电阻R1、二极管D8与电阻R4，稳压二极管D3的阴极为主机信号发射电路输入端，稳压二极管D3的阳极经隔直电。
10、容C9、电阻R3接三极管Q1的基极，三极管Q1的发射极接地，三极管Q1的集电极接变压器T1的初级绕组一端，初级绕组另一端经电阻R1工作电源产生电路的输出端，变压器T1的次级输出接传感器；二极管D8的阴极接电容C9与电阻R3之间，二极管D8的阳极接地；电阻R4并在二极管D8两端。0007所述传感器信号接收放大电路包括放大器、二极管D4和电阻R14，放大器的输入端经耦合接入传感器的反射回波信号，放大器的输出端连接二极管D4的阳极，二极管D4的阴极通过电阻R14接地，二极管D4的阴极为该接收放大电路连接主机的输出端，反相二极管D4隔断主机输出的高电压和发射信号，向主机传输传感器接收的信号。0008所。
11、述电源产生电路包括二极管D1和充电电容C2，二极管D1的阳极连接主机的输入端，二极管D1的阴极经充电电容C2接地，充电电容C2两端电压为工作电源；二极管D1利用主机输出高电平给电容C2充电，电容C2上产生电源VCC。说明书CN101943754ACN101943761A2/4页40009所述充电电容C2的高电平和稳压二极管D3的导通电压都高于传感器信号接收放大电路的输出信号电平。0010所述信号放大器采用二级以上相同的晶体管放大电路组成，每级放大电路之间连接有隔直电容；每级放大电路包括一个三极管、两个电阻，三极管的基极接输入，三极管的发射极接地，三极管的基极与集电极之间连接一个电阻，三极管的集。
12、电极连接另一个电阻到工作电源；所述二级以上放大电路的放大倍数满足所述充电电容C2的高电平和稳压二极管D3的导通电压都高于运算放大器的输出信号电平。0011所述三级晶体管放大电路中第一级三极管的集电极和基极之间连接负反馈电容C3，用于高频滤波，防止自激振荡。0012所述三级晶体管放大电路中每级三极管的发射极和基极之间连接二极管，其中二极管的阳极接晶体管的发射极，二极管的阴极接晶体管的基极，用于每级放大电路中隔直电容的反向放电。0013所述信号放大器采用运算放大器，运算放大器的放大倍数满足所述充电电容C2的高电平和稳压二极管D3的导通电压都高于运算放大器的输出信号电平。0014本发明相对于现有技术。
13、具有如下的优点及效果00151、本发明设计的主机信号发射电路和传感器信号接收电路，由于电路设计的特殊性能够在双股线上分时双向传输发射和接收信号以及提供电压。各自的信号不会窜路，大大提高了有源超声波探头的抗干扰性。00162、本发明设计的主机信号发射电路和传感器信号接收电路，制造过程中，无需采用屏蔽线，普通的双股线就能满足要求，降低了制造成本。00173、本发明设计的电源产生电路，利用主机本身输出的高平电充电，然后供电给内部的变压器和信号放大器，不需额外设计供电电池环节，不仅节约能源保护环境，而且有效清除主机发射信号的干扰，提高有源超声波探头的发射信号的可靠性。00184、本发明设计的信号放大器。
14、电路，其在信号放大过程中，有效清除传感器接收的高频电等杂质，同样，提高了有源超声波探头传感器接收信号的可靠性。附图说明0019图1是本发明用双股线传输信号的有源超声波探头电路的电路原理图。0020图2是本发明用双股线传输信号的有源超声波探头电路的信号放大器的电路原理图。具体实施方式0021下面结合实施例及附图对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。0022如图1所示，一种用双股线传输信号的有源超声波探头电路，包括超声波传感器、传感器信号接收放大电路、变压器、工作电源产生电路与主机信号发射电路；工作电源产生电路分别给所述各电路供电，主机信号发射电路的输出端连接传感器发射超声波信号。
15、；传感器的反射回波输出端接入信号接收放大电路输入端；工作电源产生电路的输入端、传感器信号接收放大电路的输出端与主机信号发射电路的输入端为同一端通过普通双股线的说明书CN101943754ACN101943761A3/4页5其中一股连接主机中的对应输入/输出端口，双股线的另一股连接于主机与所述各电路的共地之间。0023上述主机信号发射电路包括稳压二极管D3、隔直电容C9、电阻R3、三极管Q1、变压器T1、电阻R1、二极管D8与电阻R4，稳压二极管D3的阴极为主机信号发射电路输入端，稳压二极管D3的阳极经隔直电容C9、电阻R3接三极管Q1的基极，三极管Q1的发射极接地，三极管Q1的集电极接变压器T。
16、1的初级绕组一端，初级绕组另一端经电阻R1工作电源产生电路的输出端，变压器T1的次级输出接传感器；二极管D8的阴极接电容C9与电阻R3之间，二极管D8的阳极接地；电阻R4并在二极管D8两端；上述二极管D1和D8的型号为4148，二极管D4的型号为IN4148，三极管Q1的型号为8050；变压器的型号为TRANS5。0024上述传感器信号接收放大电路包括放大器、二极管D4和电阻R14，放大器的输入端经电阻R2、电容C1耦合接入传感器输出的反射回波信号，放大器的输出端连接二极管D4的阳极，二极管D4的阴极通过电阻R14接地，二极管D4的阴极为该接收放大电路连接主机的输出端，反相二极管D4隔断主机输。
17、出的高电频和发射信号，向主机传输传感器接收的信号。0025电源产生电路包括二极管D1和充电电容C2，二极管D1的阳极连接主机的输入端，二极管D1的阴极经充电电容C2接地，充电电容C2两端电压为工作电源；二极管D1利用主机输出高电平给电容C2充电，电容C2上产生电源VCC。充电电容C2的高电平和稳压二极管D3的导通电压都高于传感器信号接收放大电路的输出信号电平。0026如图2所示，为本发明用双股线传输信号的有源超声波探头电路的信号放大器的电路原理图，本实施例信号放大器采用三级相同的晶体管放大电路组成，每级放大电路之间连接有隔直电容，如三极管Q2与三极管Q3之间接入C4，三极管Q3与三极管Q4之间。
18、接入C7；每级放大电路包括一个三极管、两个电阻，如三极管Q2、电阻R7与R6组成第一级放大电路，三极管Q3、电阻R13与R10组成第二级放大电路，三极管Q4、电阻R11与R12组成第三级放大电路。三极管Q2的基极接信号输入端，三极管的发射极接地，三极管的基极与集电极之间连接一个电阻，如三极管Q2基极与集电极之间连电阻R7，三极管Q4基极与集电极之间连电阻R12，三极管Q3基极与集电极之间连电阻R13，三极管的集电极连接另一个电阻到工作电源，如三极管Q2的集电极连接电阻R6到工作电源VCC，三极管Q3的集电极连接电阻R10到工作电源VCC，三极管Q4的集电极连接电阻R11到工作电源VCC；放大电。
19、路的总放大倍数要满足充电电容C2的高电平和稳压二极管D3的导通电压都高于运算放大器的输出信号电平。0027在三级晶体管放大电路中第一级三极管Q2的集电极和基极之间还连接负反馈电容C3，用于高频滤波，防止自激振荡。在每级三极管的发射极和基极之间还连接二极管，如三极管Q2的发射极和基极之间连接二极管D2，三极管Q3的发射极和基极之间连接二极管D5，三极管Q4的发射极和基极之间连接二极管D6，其中，二极管D2、D5与D6的阳极分别接三极管Q2、Q3与Q4的发射极，二极管D2、D5与D6的阴极接三极管Q2、Q3与Q4的基极，用于每级放大电路中隔直电容的反向放电。0028上述信号放大器也可二级、或三级以。
20、上相同晶体管放大电路组成，或者采用运算放大器；只要其放大倍数满足所述充电电容C2的高电平和稳压二极管D3的导通电压都高于运算放大器的输出信号电平，可以实现相同的效果。说明书CN101943754ACN101943761A4/4页60029本发明具体工作原理是当主机输出高电平信号时，电源产生电路的二极管D1利用主机输出高电平给电容C2充电，电容C2上产生电源VCC；因二极管D4的反相作用，故主机输出的高电平不会输向传感器信号接收放大电路；电容C2上产生电源VCC后，主机信号发射电路工作，当主机输出电信号时，因电容C2上为高电平，再加上反相二极管D4的反相作用，信号只会经主机信号发射电路输向传感器。
21、S，由超声波传感器S发射输出。发射信号经稳压二极管D3、电容C9、电阻R3到三极管Q1，由三极管Q驱动变压器T1升压到传感器S发射出超声波。0030当传感器S的CON2端口接收发射回波信号时，因C2的高电平和D3的导通电压都高于传感器信号接收放大电路的信号电平，故放大后的信号只会通过二极管D4输向主机，不会被衰减，最后，主机进行相关信号处理。0031信号放大过程中，传感器S接收的信号经耦合电阻R2和耦合电容C1后接入三级放大器的第一级放大电路，信号进行三级放大后，但此时该信号的电平不会高于充电电容C2的高电平和稳压二极管D3的导通电压，最后，电流信号流向二极管D4，向主机传送放大后的电流信号。0032因此本发明无需采用屏蔽线，只需普通双股线来完成信号传输，可见此电路简单成本低廉。0033上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。说明书CN101943754ACN101943761A1/2页7图1说明书附图CN101943754ACN101943761A2/2页8图2说明书附图CN101943754A。