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超声波测距专用集成电路LM1812

LM1812超声波遥控专用集成电路
   LM1812是一种性能优良,且即能发送又能接收超声波的通用型超声波集成器件。芯片内部包括:脉冲调制C类振荡器、高增益接收器、脉冲调制检测器及噪音抑制器。它除了可用于遥控器、报警器、自动门控制及通信方面外,还可用于工业上的料位或液位的测量与控制、测距及测厚等方面,应用十分广泛。
(1)       外形及引脚功能
  LM1812超声波专用器件外形为18脚双列直插塑料土封装形式,其外形及引脚排列见图1-1,相应引脚功能为;1脚第二增益级输出/振荡器端,6脚发射器输出端,7脚发射驱动器13脚外接电源退耦电容端,14脚检出器输出端,16脚输出驱动器端,17脚噪声控制端,18脚积分器复位时间常数控制端。图1 -2为其内部原理框图。
(2)       持点及电气参数
1、  特点
LM1812具有如下特点:
a、  可以使用一个发送/接收换能器工作,也可使用两个换能器分别发送和接收超声波
b、  器件具有互换性。
c、  在电路中使用时不用外接晶体管驱动。
d、  使用时不用外接散热器。
e、  器件内部具有保护电路。
检测器输出可驱动1A的峰值电流。
f、   在水中测距超过30m,在空气中测距超过6m。
g、  发送功率可达12W(峰值)。
2、  电气参数
表1-1和表1-2分别给出了LM1812超声波专用电路的极限工件参数和典型电气参数值
表1-1 极限工作参数

参数名称
单位
极限参数值
电源电压
V
18
耗散功率*
mV
700
峰值电流(6、4脚)
A
1
输入电流(4、8脚)
mA
50
工作温度范围
0~70
储存温度范围
-65~+150
备注
*对在高温下的工作情况,LM1812必须根据125℃的最高结温并用120℃/W的热阻降低额定值来使用

 

参数名称
测试条件
最小值
典型值
最大值
单位
输入灵敏度
 
 
200
600
µVp-p
振荡发送输出
I6=1A
 
1.3
3
V
发送器输出漏电流
V9=36V
 
0.01
1
mA
检出器输出电压
I14=1A
 
1.5
3
V
发送器开关阈值
I8=1mA
0.55
0.7
0.9
V
电流
I1+I12
5
8.5
20
mA
接收模式下8脚电压
接收模式
 
 
0.3
V
最高工作频率
发送模式
200
235
 
kHz

 

(3)工作原理
    LM1812第1脚外接L1、C1决定了电路发送或接收的工作频率,其工作频率fo=1/(2π ),最高可达325kHz。当8脚为高电平时,L1、C1振荡槽路被切换为振荡模式,振荡信号经驱动放大后,由13脚及6脚输出(一般6、13脚之间接变压器,以便与超声波发送器阻抗匹配)。为保证输出级不过载,使用时应在6脚测试一下电流,一般此脚峰值电流不能超过1A。若需更大的功率,可采用外加脉冲放大器的方法来实现,输出电流可达5A;当8脚为高电平时、LM1812处于发送模式;8脚为低电平时,LM1812处于接收模式(8脚输入电流设计在1~10mA范围内)。超声波接收器接收到的超声波信号经电容耦合由4脚输入,再经内部两级放大后同由1脚的谐振回路取出的信号一起送到检测器。但由于此时噪声脉冲也同样被检测,所以要通过17脚外接R17、C17进行滤波。电阻R17和电容C17的时间常数一般为发送时间的10%~50%。再经过积分延时,16脚和14脚变成低电平。又当1脚上的电压变的小到不能触发检测器(小于1.4V)时,积分器经延时后复位,典型延时为1~10个发送频率周期。当LM1812处于发送模式时,第二级放大器自动断开;当切换回接收模式时,第二级放大器并不马上接通,而是在由9脚外接电容引起一段延时后再接通。这个延时使接收器暂时封闭(检测器也同时封闭),这样就为超声波发生器停止振荡提供了时间。9脚外接电容 C9的大小与延时有关,C9=0.1µF时,延时时间约为1ms;C9=1µF时,延时时间约为10ms。LM1812的第16脚提供与COMS兼容的逻辑输出,14脚为集电极开路输出,14脚的吸收电流超过1A时,在多重回波接收情况下就可能使芯片损坏。因此11脚被设计成保护14脚功率输出端,其外接电容C11在14脚为低电平时(吸收电流)对内部电流进行积分。当电容C11上电压达0.7V时,第二次打开工作。若将11脚接地,则此功能失效。

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