AGC电路常被用来使系统的输出电平保持在一定范围内，因而也称自动电平控制。在本电路中采用了较为简单的一种AGC控制方式，将具有负温度系数的电阻作为放大电路的负载，当回波信号较强时，输出信号幅度增大，输出电流增大，使负载阻值相应减小，输出电压幅度也减小，达到了在一定范围内稳定输出电压幅度的目的。电阻值的选择根据LM567对输入信号的幅度要求设定，中等测量距离时输出电压250rTlVrms左右为宜，使在测量范围内上下都有定的裕量，不会使输入信号幅度太小或太大，影响检波器的正常工作。

　　3．5检波电路

　　检波电路采用LM567(或NE567、KA567)构成，如下图所示。

当用音调检测开关时，所检测的频率范围可以设定于0．1 kHz～500kHz内的任何值，由接在5、6脚之间的电阻和6脚接地的电容设定中心频率f，需注意电阻应设定在2kΩ～20kΩ欧之间，否则电路可能不会起振，电容由f=1/(1.1*R*C)反推计算。

　　振荡器在引脚6上产生一个指数型锯齿波，引脚5上产生一方波，电路中振荡中心频率为40kHz。检测带宽及锁相环(PLL)的锁定范围可以设定在中心频率14％内的任意值，由引脚2的接地电容及LM567内部的一个3 9kΩ电阻共同确定。

　　输出开关延迟通过引脚1的接地电容及集成电路内的电阻共同确定，可以根据设计需求通过试探进行灵活选择和调节。一般要求引脚1的电容为引脚2电容的两倍以上，可以通过增加1脚电容值减小带宽，或减小电容值增加带宽。

　　LM567内部的积分相位检波器比较输入信号和振荡器输出信号的相对频率和相位，只有当这两个信号频差、相差在锁定范围内(即锁相环锁定)时在引脚8上产生一低电平信号。引脚8在输入信号未被锁定时由外部电阻上拉为高电平。外部接收的回波信号由引脚3经耦合电容输入，耦合电容和LM567的20kQ输入电阻构成一个高通滤波器。注意电容值的选择不要太小，需保证40kHz信号能无衰减通过。输入信号的最小幅度要求是25mVms，一般以设置其幅度在200mVms-300mVms为佳，最大不能超过2mVrms。

　　在本测量系统中为保证测量的精度，回波信号将先经过一差分放大器和中心频率为40kHz的高Q无限增益带通滤波器，以抑制外部共模信号及杂波干扰。锁相环的锁定带宽设为2kHz，即锁定范围为39kHz～40kHz，为所选超声波换能器的3分贝带宽。

　　3.6温度检测

　　为增强该系统对地域和季节变化的适应性，测量系统必须检测环境温度。温度对超声波速有明显的影响，我国北方和南方在冬复两季的最大温差有60℃，由以上分析可知，温度对波速的影响有近40m／s，系统计算距离时必须加以考虑其波动范围，其测量误差是不可忽略。本文在电路中采用ADI公司的TMF37电压输出型温度传感器，温度测量范围-40℃～+125℃，满足系统需求。输出电压由单片机的AD模块转化成数字量，得出温度值再通过串口传到上位机，供上位机在程序中处理。

　　4.软件设计

　　测量中以毫米(mm)作为单位，数的绝对值较大，同时涉及浮点数的乘、除法，且测量身高仅是综合体检系统的一部分，所有体检数据需要集中到服务器中处理。软件设计上单片机只需将超声波发射和超声波回波的时差以及温度AD变换值通过串口传递到上位机即可。上位机在得到单片机送来的时差值后，经滤波、取平均等一系列处理之后结合温度数即能计算出实际身高。

　　5.实验结果

　　完成系统软硬件设计和制作调试后进行测量的数据如表1所示。测量的线性度很好，但绝对误差值较大，其原因是系统在超声波的收发链路中使用的带通滤波器和多级放大的时延以及LM567锁相检波器的锁相时延引起的。

　　通过简单的观察或用MATLAB多项式拟合很容易得到身高的测量计算公式，实际身高(mm)=2000(体检床长度)-测量结果+30(固有误差)，实际系统在长时间运行中测量误差小于3mm，重复性误差小于2mm，完全达到了设计要求。

　　6 .结束语

　　使用脉冲回波法测量距离，在考虑温度对声速度的影响、回波检测对超声波传播时间的影响以及超声波传感器所加电压对压电转换效率的影响时，超声波测距精度可以提高。在制作超声波测距装置时，必须增加温度测量环节，设计高放大倍数和高Q值的滤波放大电路，并提高加在超声波传感器上的电压幅值。

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