专用超声波集成电路

简介：
本产品为高性能专用集成电路，专为超声波信号处理设计，适用于医疗成像、工业检测等领域。集成先进的数字与模拟混合信号技术，提供卓越的性能和可靠性。 ### 超声波专用集成电路LM1812详解 #### 一、引言 超声波技术在工业、医疗及科研等领域得到广泛应用，从材料检测到液位测量，再到距离测量与通信等应用中都有其身影。本段落将深入探讨一种高性能的超声波专用集成电路——LM1812，它不仅能够发送和接收超声波信号，并且具备出色的稳定性和可靠性。 #### 二、LM1812工作原理 ##### 1. 脉冲调制C类振荡器 LM1812芯片的核心是脉冲调制C类振荡器。该振荡器的工作频率由L1和C1的LC振荡回路决定，最高可达325kHz。为了防止输出级过载，在6脚测试电流峰值（不超过1A），并通过调整R16来控制输出电流以降低次级电感L6中的电流峰值。当发送端8脚为高电平时，LM1812切换到振荡模式，脉冲发生器在每个振荡周期被触发，并依次驱动由Q1至Q3组成的功率放大器。 ##### 2. 接收器 接收电路负责将超声波传感器接收到的信号转换成电压信号。该信号通过C4输入到接收单元中。LM1812具有两级增益放大，其中第一级的增益与电容C11有关，并由公式\[G = \frac{Q}{\sqrt{C_{11}}}\]决定（这里Q表示空载品质因数）。当芯片处于振荡模式时，第一级放大器自动断开。而在切换至接收状态后，该放大器会经历一段延迟时间才被激活以防止自激现象发生。由于增益非常高，建议使用屏蔽线连接超声波传感器，并且C4和第4脚的元件应远离其他组件来减少干扰。 ##### 3. 脉冲检测器 脉冲检测电路包括阈值检测、积分复位、积分器以及输出驱动等部分。输入信号由1脚从谐振回路取出，所有超过1.4Vp-p的信号均能触发Q1和Q2。为了过滤掉噪声引起的误检，需要通过C17与R17进行滤波处理（一般时间常数为10μs）。 #### 三、LM1812应用实例及参数设置 在设计中，各引脚的元件及其典型值如下： | 引脚 | 元件 | 典型值 | 功能 | | ---- | ------ | ------------ | ------------------------------ | | 5 | L1 | 50μH～5mH | 发送器振荡及接收第二增益级输出| | 11 | C1 | 250pF～2.2nF | 工作频率f0设定 | | 12 | C2 | 500pF～10nF | 第二增益级输入耦合电容 | | 3 | R3 | 5.1kΩ | 输出电阻第一增益级输出 | | 4 | C4 | 100pF～10nF | 输入耦合电容第一增益级输入 | | 6 | L6 | 50μH～10mH | 换能器匹配发射输出 | | 7 | NC | - | 发射驱动 | | 8 | R8 | 1kΩ～10kΩ | 开关脉冲限流切换开关 | | 9 | C9 | 100nF～10μF | 延时设定 | 通过调整这些参数，可以优化LM1812的性能以适应不同应用场景。 #### 四、总结 超声波专用集成电路LM1812凭借其卓越表现，在信号处理领域有着重要地位。通过对脉冲调制C类振荡器、接收单元以及脉冲检测电路等核心组件的深入解析，可以看出该芯片设计时兼顾了灵活性与稳定性，并能满足多种应用场景需求。随着技术进步，此类产品将在更多领域展现优势并推动科技创新。