超声波开题报告

毕业设计（说明书）

开题报告题目:超声波信号监听装置的设计与研究院系名称： 中英国际学院 专业班级： 电子信息工程技术10级1班学生姓名： 路广鹏学号：201038930110指导教师： 徐晓光 教师职称: 副教授2012年3月2日开题报告填写要求开题报告（含“文献综述”作为毕业设计（论文）答辩委员会对学生答辩资格审查的依据材料之一。此报告应在指导教师指导下，由学生在毕业设计（论文）工作前期内完成，经指导教师签署意见及所在专业审查后生效。开题报告内容必须用黑墨水笔工整书写或按教务处统一设计的电子文档标准格式（可从教务处网页上下载）打印，禁止打印在其它纸上后剪贴，完成后应及时交给指导教师签署意见。“文献综述”应按论文的格式成文，并直接书写（或打印）在本开题报告第一栏目内，学生写文献综述的参考文献应不少于15篇（不包括辞典、手册）。有关年月曰等日期的填写，应当按照国标GB/T7408—94《数据元和交换格式、信息交换、日期和时间表示法》规定的要求，一律用阿拉伯数字书写。如“2006年11月20日，或“2006-11-30”毕业设计（说明书）开题报告结合毕业设计（论文）课题情况，根据所查阅的文献资料，每人撰写2000〜4000字左右的文献综述：文献综述题目背景和意义超声波是频率高于20000赫兹的声波，它方向性好，穿透能力强，易于获得较集中的声能，在水中传播距离远，可用于传递信息、测距、测速、清洗、焊接、碎石、杀菌消毒等。在医学、军事、工业、农业上有很多的应用。超声波因其频率下限大约等于人的听觉上限而得名。自19世纪末到20世纪初，在物理学上发现了压电效应与反压电效应之后，人们解决了利用电子学技术产生超声波的办法，从此迅速揭开了发展与推广超声技术的历史篇章。随着电子技术的发展，目前已经出现各种各样的窃听技术，例如：激光窃听、微波窃听等。本文提出一种基于超声波的窃听方法。利用40kHz的正弦波电信号来驱动超声发射探头产生超声信号，该超声信号发射到待测声源处被声音信号调制后反射回来，反射信号由超声接收探头接收，再经过接收模块的检波、滤波、功率放大等处理后，实现声音的还原。当然，在窃听技术不断发展的同时，反窃听技术也随之不断提高，不仅靠人工、而且还可利用专门的仪器搜查窃听器。为了避免被窃听，也可采取相应的措施。无论是窃听还是反窃听，都得从声振动的基本原理和声波的基本特性出发，采取相应的措施，以达到预期的目的，具有较好的市场前景。实验原理1基本原理人耳能听见的声音频率范围是20Hz〜20kHz,日常人们听到的声音信号是相当复杂的，但可以把这个复杂声音信号看成是多个不同频率正弦信号的叠加。声音信号在声源处对载波信号的调制，其实相当于不同频率的载波信号在声源处对载波信号进行了调制。如图1所示，以普通的调幅电路组成模型，简要说明声音信号的调制原理。调制信号为t— 滋=2nft （1）载波佰号为占ti(i)=Vocos瓠E=V0cos£丸人忙 <2)已调波可以表示为主対心)=A[_A^n(t)*u<£)十试门]=%(1十松CO$I3t)cO3怏t (3)对应调輔波如图2所示•由图可得=ma必须小于或等于1。否则，当ma>i时，在Qt=7附近，v(t)变为负值，它的包络不能反映调制信号的变化而造成失真，为了避免这种调幅失真，ma的值绝对不应超过1。也xyE1调幅电路的红成襪型调幅波经检波后即得到原调制信号图2调幅这牝kl龙正號谀笈生 旭号播收电踣，拇供翳披倍号 惡信号榆液还轟图3 实验原瑾旌駆本文基于超声波窃听的基本原理如图3所示。该实验装置主要由载波信号发送和反射信号接收两部分组成。如图3所示，载波信号发送部分由正弦波发生电路产生40kHz的正弦波驱动信号，驱动超声波发射探头产生载波信号。发射出去的载波信号在声源处被声音信号调制后反射。该反射信号由超声波接收探头接收，经过信号接收电路的检波、放大等处理，还原出声音信号。2器件与电路2.1主要器件超声波传感器采用谐振频率为40kHz的发射、接收分立传感器组，最高驱动电压为20V。发射模块采用单片集成电路ICL8038,其工作频率范围在几赫兹至几百赫兹之间，可同时输出方波、三角波、正弦波信号。本实验用其产生40kHz的正弦驱动信号。接收模块采用常见低电压音频电压放大器LM386。实验中通过检波电路检波，还原出声音信号,再进行声音的功率放大。2.2电路原理图简介正弦波发射模块如图4所示，ICL8038的7脚和8脚直接串接，8脚由7脚提供固定电位，此时输出频率f由5脚和4脚上的电阻决定，20kQ的可变电阻可大幅度改变输出频率，而500Q可变电阻起到微调作用。12脚的iookQ可变电阻可以改善正弦波的负向失真。采用正负12V供电，使输出波形的直流电平为0。通过改变20kQ可变电阻使2脚输出40kHz的正弦波信号。

接收模块电压放大电路如图5所示，低电压音频电压放大器LM386,其增益在20〜200倍之间可调，此电路对低电压信号的放大效果良好，且驱动能力强。连接具和功军连接具和功军其原理图如图7所示。检波电路如图其原理图如图7所示。参考文献:徐晓光•数字逻辑与数字电路•机械工业出版社，2008华成英，童诗白•模拟电子技术基础（第4版）[M]•高等教育出版社,2006.华成英•模拟电子技术基础.（第四版）•高等教育出版社阎石•数字电子技术基础.（第五版）•高等教育出版社童诗白•模拟电子技术•高等教育出版社，2003邓珏瑛，罗锡璋，林秩盛编著电子电路与调幅收音机H.WardSilver无线电基础电路实作人民邮电出版社[8]罗会昌等主编集成运算放大器及其应用机械工业出版社毕业设计（说明书）开题报告本课题要研究或解决的问题和拟采用的研究手段（途径）：一，拟研究或解决的问题该系统需要解决振荡电路的起振、干扰和波形处理的问题。有时BJT的放大倍数不够则电路起振较难，不利于测试，具体BJT的选择需要靠实际测试确定。另外，也要考虑到振荡频率不能超过单片机的计数最高频率，也涉及到了晶振频率的选择问题。另外，系统引入量程切换功能，对软件的编写来说也有一定的难度。同时系统的智能性也有待研究。二，采用的研究手段在指导老师的指导下，根据课题研究的目的，以严谨的科学态度进行分析，便于对相关书籍及网上有关资料进行学习借鉴，以材料为核心，争取尽可能多的掌握原始资料，对研究课题做充足的准备，进而对本研究设计做总体的概述、提出研究提纲，对研究进程作出科学的时间安排，结合前面的即学知识认真勾画出课题研究所必须的原理图，运用VHDL硬件电路描述语言仔细编写程序，在相应环境中运行测试，对其进行修改完善，得出全面而准确的结论，尽最大努力在相应时间内完成已定工作，交指导老师处进行检查指导教师意见：对“文献综述”的评语：此文献综述有相当的深度，学生了解了微处理器控制的电动自行车里程表的设计的原理和基本结构，并能把握当前该领域的技术发展的趋势。学生已经对于课题进行了充分的调研，为毕业设计做了相当充分的准备工作。这些对该学生的毕业设计会有很大的帮助作用。对本课题的深度、广度及工作量的意见和对