专题作业( 超音波收发器问题），大大帮我看看哪里出问题

GeMan

有机会， 找个汽车 reverse sensor 来看吧 ！ （很便宜吧了）

pic

原帖由 justin_diong 于 15-3-2007 03:35 PM 发表
active bandpass filter使用在少过200kHz的频率。
大过200kHz频率的bandpass filter叫passive bandpass filter.

好像不对。。。补充一下：

Active = 有源  （源 = source）
Passive = 无源

e.g:
Active Component= Cap， Inductor等等
Passive Component= Resistor 等等


active bandpass filter， 含放大器， 信号不会衰减。
passive bandpass filter， 不含放大器， 信号会衰减。

pre-amp功能和amplifier一模一样。只是它用在circuit的最前面，所以加个"pre"咯。
pre-amp前面有时也能加个buffer,

pre-amp (前置放大器）， 是先把小的信号放大，再送入Amp（后级放大器）

buffer的功用是减少无谓的讯号，大多数是noise.

buffer（缓冲器）的功用是要阻抗匹配 （impedance matching）
buffer的特点：高输入阻抗， 低输出阻抗。

pic

其实，何谓超声波木瓜断程扫描？
只扫一个角度就可以？理论要受到考验了。

医学用的“磁力共振”扫描，就复杂很多了。

justin_diong

QUOTE:
原帖由 justin_diong 于 15-3-2007 03:35 PM 发表
active bandpass filter使用在少过200kHz的频率。
大过200kHz频率的bandpass filter叫passive bandpass filter.

好像不对。。。补充一下：

Active = 有源  （源 = source）
Passive = 无源

e.g:
Active Component= Cap， Inductor等等
Passive Component= Resistor 等等


active bandpass filter， 含放大器， 信号不会衰减。
passive bandpass filter， 不含放大器， 信号会衰减。

网上得知的解释;看来我搞错了。


QUOTE:
pre-amp功能和amplifier一模一样。只是它用在circuit的最前面，所以加个"pre"咯。
pre-amp前面有时也能加个buffer,

pre-amp (前置放大器）， 是先把小的信号放大，再送入Amp（后级放大器）
这样的话，我真的搞不清为什么我们称之为pre-amp,既然它的功用是放大器，为甚么不直接称为amplifier就好了？


QUOTE:
buffer的功用是减少无谓的讯号，大多数是noise.

buffer（缓冲器）的功用是要阻抗匹配 （impedance matching）
buffer的特点：高输入阻抗， 低输出阻抗。
这点小弟我不是很清楚，特别是impedance matching, 高输入阻抗， 低输出阻抗,这三个家伙。可以详细的说明吗？

[ 本帖最后由 justin_diong 于 17-3-2007 01:50 PM 编辑 ]

justin_diong

原帖由 pic 于 16-3-2007 01:12 PM 发表
其实，何谓超声波木瓜断程扫描？
只扫一个角度就可以？理论要受到考验了。

医学用的“磁力共振”扫描，就复杂很多了。

pic大大的这几句可真的难倒我了。

pic

QUOTE:
pre-amp功能和amplifier一模一样。只是它用在circuit的最前面，所以加个"pre"咯。
pre-amp前面有时也能加个buffer,

pre-amp (前置放大器）， 是先把小的信号放大，再送入Amp（后级放大器）
这样的话，我真的搞不清为什么我们称之为pre-amp,既然它的功用是放大器，为甚么不直接称为amplifier就好了？

QUOTE: buffer的功用是减少无谓的讯号，大多数是noise.

buffer（缓冲器）的功用是要阻抗匹配 （impedance matching）
buffer的特点：高输入阻抗， 低输出阻抗。
这点小弟我不是很清楚，特别是impedance matching, 高输入阻抗， 低输出阻抗,这三个家伙。可以详细的说明吗？

例子：
1。microphone的Signal 很小，可能只有几mV， 或更小。
2。你的MP3 player， 电脑的Line out，是大概1V （1000mV）。
3。Amplifier 分为前级，后级。
4。Amplifier 的后级， 要求一定强度的信号输入。
5。Microphone的信号， 不足以堆动后级 Amplifier。
6。解决方法，要把Microphone的信号先放大， 到大约1V， 这个就是Pre-Amp了。
7。经过pre-Amp后的Mic 信号才送到后级 Amplifier。
这样明白了吗？

buffer的特点：高输入阻抗，
1。 因为输入电阻很高 （>100k ~ 1M ohm ？），输入信号不会过荷而衰减。
2。。。。你还是去Google什么是Buffer把。。。这应该是你学过的基本的电子学，不然就去翻书吧。

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其实，何谓超声波木瓜断程扫描？
只扫一个角度就可以？理论要受到考验了。

医学用的“磁力共振”扫描，就复杂很多了。

pic大大的这几句可真的难倒我了。

简单说，你要拍一张3D立体的照片，你要照多少张，多少个不同的角度，才能合成一张3D照片？

或， 你对“扫描”的定义是什么？可能我有误解。

chan1314

impedance matching, 高输入阻抗， 低输出阻抗,这三个家伙。可以详细的说明吗？

我们知道当 series 时， resistance 比较高的 potential different 也会比较高， 比如说我的 circuit 有 1Kohm output impedance , 然后我的 circuit 也是 1Kohm impedance , 那么原本 12V , 到最后变成一人一半， 被抽税抽一半了。
所以我们的 input impedance 要高， 比如说100Kohm , 那么 100/101 X 12V =11.88V

maximum power transfer 就要 impedance matching， P= IV /RI^2 , 所以你的 load impedance 和你的 output impedance 要一样才能达到maximum power transfer

不对请纠正。

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原帖由 chan1314 于 17-3-2007 04:54 PM 发表



我们知道当 series 时， resistance 比较高的 potential different 也会比较高， 比如说我的 circuit 有 1Kohm output impedance , 然后我的 circuit 也是 1Kohm impedance , 那么原本 12V , 到最后变成一 ...

不太对， 大家在试试看吧。。。

提示：
或用Multimeter （volt meter）来做比喻：
1。高输入阻抗（high input impedance ）会怎样？
2。低输入阻抗 （Low input impedance） 又会怎样？


用电池， 和灯泡来比喻：
3。高输出阻抗 （high output impedance） 会怎样？
4。低输出阻抗 （Low output impedance） 又会怎样？

justin_diong

各位，刚试了GeMan的线路解说，op-amp 用了TL084,在active bandpass filter那有始至终都呈现distortion状态。在pin8的波形的peak-to-peak value一直在15volt徘徊。
在空气中的读数也是不会随着距离而减少。
放在木瓜表皮上，读数也始终在15volt那，不管木瓜的大小。


注：频率已经稳定在一个范围内。可是读数的问题还存在着，失真(distortion)问题实在超严重。
不管距离，木瓜大小，读数始终一样。


我用了两个LM833的op-amp as amplifier,第一个gain是100，第二个gain是10，加起来的total gain是1000了，第二个amplifier后的读数会随着木瓜大小改变，可是频率不稳定，造成读数也不稳定.

所以小弟我决定用bandpass filter,bandpass filter的设计是照GeMan大大给的link, gain 是 4倍， R1是8.2kohm,R2=OPEN,R3=160kohm, op-amp TL084,用了这个设计后，频率稳定了，可是读数却失真了。

问题是出在哪了呢？

[ 本帖最后由 justin_diong 于 21-3-2007 12:07 AM 编辑 ]

GeMan

－－问题是出在哪了呢？
＃＃这个 circuit 要说难也不会难， 容易也有些挑战。

以现在的进展来看，你须要留意 noise 的部分。

１。 要用 TL０７４ （low noise）， 不是 TL０８４（general purpose） （http://focus.ti.com/docs/prod/folders/print/tl074.html）

２。 有用 pre－amp 吗？ 只须用 １ 个 pre－amp stage （１ 个 ２N３９０４）

３。 active bandpass filter amplifier circuit 里的 capacitor 是不是用 １nF？

４。 amplifier 与 amplifier 之间 加 １nF capacitor

５。 每个 op－amp 的 inverting input pin （－ pin） 的零件连接路线， 必须越短越好。 以 electronic circuit 来说，这个是 noise 最大的来原

６。 超音波接受器 的 wire 是否是 shielded cable？ 整体来说，这个是 noise 最大的来原

７。 pre－amp circuit 的零件连接路线， 必须越短越好

８。 把 超音波发射器 circuit 关掉， 超音波接受器 circuit output 还是会 peak－to－peak？

９。 最后，买个汽车 reverse sensor 回来看 （RM１００左右），很好的教材

justin_diong

原帖由 GeMan 于 21-3-2007 09:01 AM 发表
－－问题是出在哪了呢？
＃＃这个 circuit 要说难也不会难， 容易也有些挑战。

以现在的进展来看，你须要留意 noise 的部分。

１。 要用 TL０７４ （low noise）， 不是 TL０８４（general purpose） （ ...

1）我会马上换TL074看看。
2）我没用，我也会试看看。(真的有必要加pre-amp吗？我的power supply是15Vdc,可是GeMan大大的2N3904却是12Vdc.要重算那些resistor的值，又怕买不到ngam ngam的值)
3）是的，照你说的作了。
4）我用100nFarad
5）意思是说接在这里的所有电线，都要越短越好？
6）我用普通的single core wire.
7）没有装pre-amp。不过在加上pre-amp后，我会注意这一点，尽量越短越好。
8）这点要我试了以上大大所教的后，明天再回来报告。不过这个15volt peak to peak是在发射器没power supply,而接收器有15 volt的power supply的情况下取得的读数。
9）死期是两个礼拜后，凶多吉少了。不过我会上网看看他的资料。

发了好久，才贴上来的。卡贴了。






[ 本帖最后由 justin_diong 于 21-3-2007 10:17 PM 编辑 ]

justin_diong

号外：“听了GeMan大大的一席劝告，我做了以下更动，出来的结果有点让人满意，不过还不是很满意 。

更动如下：
1）把TL084换去TL074.
2)Amplifier和amplifier之间的capacitor从100nF换去1nF.

结果出来的读数是这样：

   图一：
图一讯号由来：发射器和接受器都接上了各自的power supply.
发射器：+9，-9和GND.
接收器：+15，-15和GND.


图二：
图二讯号由来：接收器接上了POWER SUPPLY
              发射器没接上POWER SUPPLY.
注解：1.1V peak-peak的讯号波是一条DC线。连oscilloscope也显示不出，厉害吧

可是问题还在：
木瓜的读数还是没随着木瓜大小而改变，讯号波和图二里的一模一样，只是可以明显的看出讯号里有着发射器的波。这一次是锁定在1.1v peak-peak,简单来说，我只是成功的把之前发生的6.XX Vpk-pk减少到1.1v peak-peak罢了。如果这样的话，木瓜的实验还没成功吧？怎么办？

GeMan

－－2）我没用，我也会试看看。(真的有必要加pre-amp吗？我的power supply是15Vdc,可是GeMan大大的2N3904却是12Vdc.要重算那些resistor的值，又怕买不到ngam ngam的值)
＃＃暂时没有还可以， 但是如果要更好的效果， 就要用到。

例子的 12Vdc 不是问题。 关键在 ２N３９０４ 连接 collector 及 base 的 resistor， 大约 要 ２００k～４００k。


－－4）我用100nFarad
＃＃不要太大， １nF 够了

－－5）意思是说接在这里的所有电线，都要越短越好？
＃＃对

－－6）我用普通的single core wire.
＃＃wire 有多长？ 少过 ５CM 还勉强可以。 太长就要 ２ core shielded cable。 cable 里有 ２ 条 core， 这 ２ 条 core 有 shield wire 包这。 （类似 http://my.farnell.com/jsp/endecaSearch/partDetail.jsp?sku=1182075）

－－9）死期是两个礼拜后，凶多吉少了。不过我会上网看看他的资料。
＃＃进展很好， 应该没问题的。

GeMan

还是一句话，买个便宜的汽车 ultrasonic reverse parking sensor 来看就会明白了。

justin_diong

原帖由 GeMan 于 22-3-2007 07:50 PM 发表
－－2）我没用，我也会试看看。(真的有必要加pre-amp吗？我的power supply是15Vdc,可是GeMan大大的2N3904却是12Vdc.要重算那些resistor的值，又怕买不到ngam ngam的值)
＃＃暂时没有还可以， 但是如果要更好的 ...

换了1nF后，讯号从原来的6v pk-pk变成1v pk-pk.

现在还在实验板阶段，wire应该不超过5cm,只是接收器接到试验板的wire肯定超过了5cm.

可以走到今天的进度，还可多亏了各位大大和网友的无私分享与交流。

GeMan

－－现在还在实验板阶段，wire应该不超过5cm,只是接收器接到试验板的wire肯定超过了5cm.
＃＃＂接收器接到试验板的wire肯定超过了5cm.＂就是这个有问题。

justin_diong

4月第一个星期要viva了，希望能解答所有教授的问题，不然的话，只有被炒飞天了，

justin_diong

这里小弟想知道为什么100nF要换去1nF?
100nF和1nF会对线路带来什么影响？

justin_diong

原帖由 GeMan 于 15-3-2007 06:43 PM 发表
－－我的fc=40kHz
    BW=(45-35)kHz=10kHz
    gain per stage=5
    C =0.1uF,
－－从以上的值，我能拿到Q=4
                    R1=32
                    R2=318
                    R3=6

＃＃很好的努力。

R１＝３２ohm ，R２＝３１８ohm， R３＝６ohm 吗？
如果是， 那就大问题了。
R１，R３ 必须在 kohm range。

如 Q＝４，gain＝５
用 C＝１nF
R１＝３。１８kohm
R２＝５９０ohm
R３＝３１。８kohm


或，试用 C＝１nF
R１＝８。２kohm
R２＝（open）
R３＝１６０kohm

opamp＝TL０７４

请问大大，这个是怎样算到的？
是用网上的calculator吗？因为我想把它的算法放入我的作业中。（急 ）