超声波测距,收发一体问题,求大神答疑

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kwiewie1988|  楼主 | 2018-12-20 10:13 | 显示全部楼层 |阅读模式
本帖最后由 kwiewie1988 于 2018-12-20 10:19 编辑

大家好,最近在调超声波电路,遇到一个问题:在距离障碍物0.5米内,超声波数据乱跳(1~4m间乱跳),求如何解决?
下面是具体情况:
1.并非任何时候都这样,在0.5~3m之间数据是很稳定也准确,只有在0.5m内乱跳;
2.我们采用时间渡越检测发,先发送10个40khz方波,然后监听返回数据,在收到第一个回波则计算时间t,通过s=ct/2则算出距离
3.考虑到余振存在,监听引脚延迟1ms才读数据(理论上盲区是17cm左右),以消除余振的影响;
4.中周采用45:450匝数比,电感量8mH,系统5v供电。

下面是原理图贴图,请各位大神给点指导意见,如何解决0.5m内数据乱跳问题?

单片机

单片机

发送电路

发送电路

接收电路

接收电路

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kwiewie1988|  楼主 | 2018-12-20 10:20 | 显示全部楼层
自己点一个,求大神答疑

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tyw| | 2018-12-20 10:40 | 显示全部楼层
本帖最后由 tyw 于 2018-12-20 10:42 编辑

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因为超声波在发射的时候,是一个高压脉冲,并且脉冲结束后,换能器会有一个比较长时间的余震,这些信号根据不同的换能器时间会有不同,从几百个uS到几个mS都有可能,因此在这个时间段内,声波的回波信号是没有办法跟发射信号区分的.因此,被测物体在这个范围内,回波和发射波区分不开,也就没有办法测距,也就形成了一个大家说的盲区.


盲区大小跟探头的频率有关,也跟量程有关,通常是量程的2%-8%,例如10米的测距仪盲区在0.2-0.8米。
但这不是绝对的,盲区还和后端电路和算法有关,同样的单探头最低可以做到1%以下,例如10米量程的40KHz探头,我们实现过5cm盲区,但会损失一些其它性能(例如抗干扰能力)。
在不损失任何性能的前提下,最好的办法是增加一个探头,一发一收,但这样也会增加材料成本。
总之,要看使用环境的特点,才能选择最适合的设计方案。
DYA-300-030A的探头,盲区可以到3cm,测距距离50cm左右。老外好像有500K的探头,盲区应该可以做到1cm


00.jpg

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zhl100| | 2018-12-20 10:59 | 显示全部楼层
收发一体本身有15里面左右盲区,你可以用示波器看一下反射回来的波形,距离跳应该是多次发射的结果,软件处理的不好

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kwiewie1988|  楼主 | 2018-12-20 11:38 | 显示全部楼层
tyw 发表于 2018-12-20 10:40
〓◆ 超声波测距相关专辑 27册 77M ◆〓

谢谢你的回复,现在有一个问题,就是在盲区内为什么乱跳?我发现别人的模块都没这个问题,譬如:他们在盲区内就固定一个值,不会乱跳2m,3m等,而是固定0.3m(这是他们的盲区),哪怕距离再小,也是固定0.3m,我要的就是这个效果。但现在一直乱跳就无法接受了

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kwiewie1988|  楼主 | 2018-12-20 11:42 | 显示全部楼层
zhl100 发表于 2018-12-20 10:59
收发一体本身有15里面左右盲区,你可以用示波器看一下反射回来的波形,距离跳应该是多次发射的结果,软件处 ...

谢谢你的回复,示波器看确实有回波(像你说的多次反射),但为啥同一套代码,在别人的板子是ok的(电路原理图几乎一样),而在我们板子上就有问题;在盲区内,同一套软件,别人的是固定0.3m(不会乱跳),而我的会乱跳……

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kwiewie1988|  楼主 | 2018-12-20 11:46 | 显示全部楼层
zhl100 发表于 2018-12-20 10:59
收发一体本身有15里面左右盲区,你可以用示波器看一下反射回来的波形,距离跳应该是多次发射的结果,软件处 ...

另外,还有2个有意思的现象:
1.在问题A板上,单独给中周初级输入的5v供电(不用板载5v),是没这个0.5m内跳变问题,因此我曾怀疑板载5v不干净,后来加各种磁珠电感滤波,但都没改善;
2.在没问题的B板上,用A板的板载5v给B板供电,结果B板的却没这个问题,似乎有排除电源的问题(B板是网上买别人的模块)

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zhl100| | 2018-12-20 13:40 | 显示全部楼层
你先用示波器看看15到50厘米距离波形是不是跟着走,现在你的描述来看,还没定位到底是硬件还是软件,用示波器可以定位到。你这种问题我在有一次打板时候遇到过,板子电源给运放供电不足的情况

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forrest11| | 2018-12-20 23:42 | 显示全部楼层
最终还是要看接收波形,检查接收电路。
我理解你接收电路最后一个是比较器,它的输出和你设置的比较电压有关系。我认为刚好在0.5m处,由于回波震荡处于临界值,导致10次发送脉冲对应此处翻转时间不稳定。你看此处波形应该得到问题原因。

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