說到超聲波傳感器，想必大家已經(jīng)耳熟能詳了。這種頻率高于20000赫茲的聲波方向性極好，幾乎沿直線傳播，而且穿透力強。已經(jīng)被廣泛應用在定位、探測、焊接等方向。超聲波傳感器控制發(fā)展到現(xiàn)在，已經(jīng)從集成控制向著更高頻率，更低能耗和全數(shù)字化的方向發(fā)展。

此前的專用模擬集成超聲波控制芯片大大簡化了控制線路。但是，也正是由于模擬集成超聲波控制芯片中阻容元件的存在，這也成為了模擬控制電路的固有缺陷，元件參數(shù)的精度和一致性等問題一直存在。

數(shù)字化控制興起后，在很大程度上消除了溫度漂移等常規(guī)模擬調(diào)節(jié)器難以克服的缺點，有利于參數(shù)的整定和變參數(shù)的調(diào)節(jié)。更重要的是減少了元器件的數(shù)目、大大簡化了系統(tǒng)中的硬件結構，對可靠性而言有了極大的提升。這樣就衍生出了今天的數(shù)字超聲波傳感器。
數(shù)字式超聲波控制芯片

數(shù)字超聲波控制用高檔單片機就可以實現(xiàn)。在聲波發(fā)生器中單片機作為整個電路的主控芯片運行，配合D/A轉(zhuǎn)換器和IGBT功率模塊來實現(xiàn)脈寬調(diào)制。單片機已經(jīng)基本完成了數(shù)字超聲波控制。美中不足的是對于高頻電路要求而言，單片機的處理速度還是會有些慢。MSP430系列，STM32系列都廣泛被應用于數(shù)字超聲波控制中。應對更高的需求，數(shù)字超聲波傳感器一般應用DSP或者FPGA。

這個系列具有互補的低壓側(cè)驅(qū)動器對，可接收和調(diào)節(jié)反射回波信號，以實現(xiàn)可靠的物體檢測。這個功能通過一個包括低噪聲放大器以及反饋到ADC的可編程時間變化增益級的模擬前端  實現(xiàn)。

近場和遠場物體檢測的數(shù)字信號處理在 DSP 內(nèi)核中使用時間變化閾值完成，適用于最遠距離達11米的物體檢測記錄事件，覆蓋32到90dB的低噪聲接收。在不使用時，PGA460還可以進入超低靜態(tài)電流低功耗模式以降低功耗。
數(shù)字式超聲波傳感器
      比較具有代表性的數(shù)字式超聲波傳感器有奧迪威生產(chǎn)的系列產(chǎn)品，如超聲波流量計、數(shù)字式觸覺傳感器等。
超聲波流量計

      超聲波流量計是能直接輸出數(shù)字流量信號的管段式超聲波流量傳感器，是通過測量超聲波脈沖順流傳播和逆流傳播的時間差來進行流量測量的。它包含一對主-從連接的超聲波流量傳感器以及測量管段，集成了對超聲波傳播的時間差信號進行運算處理的電路模塊，并通過串口方式輸出瞬時流量、總流量以及水流狀態(tài)等數(shù)字式信息。主要應用于家庭智能水管理系統(tǒng)、滴漏檢測、智能灌溉系統(tǒng)等。產(chǎn)品特點包括：特種工程塑料一體成型管體，強度高，一致性好；測量精度高達2%，不受介質(zhì)的粘度、導電性影響；量程比最高可達160；內(nèi)部傳感器通過國家飲用水衛(wèi)生等級GBT17219標準認證；數(shù)字信號輸出，M-BUS協(xié)議通信等。
數(shù)字式觸覺傳感器
      觸覺傳感器是一種操作交互傳感器。只需要手指稍微用力，對它進行觸碰或者按壓，即可喚醒提前在設備中設置的功能、場景或者APP（應用程序）。可根據(jù)用戶的需求，對短時間按壓、長時間按壓定制不同的手勢及喚醒的功能或者APP 。產(chǎn)品特點包括：壓力識別敏感度高；軟件自定義觸控方式；自發(fā)電荷可逆，功耗低；SMT裝配工藝，易于安裝。

從目前市面上數(shù)字超聲波傳感器來看，高檔單片機應用最廣，DSP更適合取樣速率較低，軟件更復雜的場合，而FPGA則更適合系統(tǒng)取樣速率需求高，條件操作少的應用。

來源：電子發(fā)燒友網(wǎng)（有刪改）
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