蝙蝠探測(cè)器的工作原理

雖然有些蝙蝠確實(shí)發(fā)出咔嗒聲，但大多數(shù)蝙蝠發(fā)出的聲音都是20kHz到200kHz之間。由于視覺在夜間和洞穴中受到嚴(yán)格限制，因此蝙蝠依靠回聲定位，其效果與潛艇SONAR幾乎完全相同。

實(shí)際上，蝙蝠會(huì)產(chǎn)生高頻咔噠聲，從周圍物體反彈回來。蝙蝠檢測(cè)到反射的咔噠聲，這足以讓蝙蝠確定附近物體的大小和類型，以及距離蝙蝠的距離。所以如果我們可以創(chuàng)建一個(gè)檢測(cè)到這些聲波的電路，那么我們應(yīng)該能夠跟蹤蝙蝠！

蝙蝠探測(cè)器原理圖

如何蝙蝠探測(cè)器工作？

由于兩個(gè)原因，必須使用超聲波探頭檢測(cè)高頻咔嗒聲。首先，這種換能器對(duì)超聲非常敏感，因此在檢測(cè)時(shí)產(chǎn)生大的輸出電壓（與通用音頻麥克風(fēng)相比）。 其次，超聲波換能器幾乎不會(huì)響應(yīng)低頻聲音（例如在可聽范圍內(nèi)發(fā)現(xiàn)的聲音），因此正常的說話和/或附近的聲音不會(huì)干擾電路的操作。

傳感器的輸出通過C1耦合，以消除可能存在的任何DC偏移。 D1用于去除合成波形上的負(fù)峰值，因?yàn)樨?fù)峰值會(huì)在U1A中引起不可預(yù)測(cè)的行為。該超聲波信號(hào)由U1A放大約23，然后由U1B再次放大。 U1B的放大系數(shù)取決于RV1的大小，但如果使用100K電位器，則增益將在2到100之間變化（增益高于100將受LM358的增益帶寬影響）。

下一步是將高頻脈沖轉(zhuǎn)換為低頻脈沖，以便進(jìn)一步處理。雖然該電路使用指示燈LED來顯示已檢測(cè)到超聲波脈沖，但該電路可以很容易地連接到一對(duì)耳機(jī)。然而，超聲頻率是聽不見的 - 因此為了使它們聽得見，使用分頻器（4040）（使用16的除法使200kHz信號(hào)聽起來像12kHz信號(hào)）。

最后一步是打開一個(gè)LED，但是這個(gè)LED不能直接連接到4040的輸出，因?yàn)槿绻?jì)數(shù)器Q4輸出保持打開，那么LED也是如此。為了解決這個(gè)問題，使用了555單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器，當(dāng)觸發(fā)引腳發(fā)出脈沖時(shí)，它會(huì)在短時(shí)間內(nèi)接通LED。因此，即使Q4保持開啟，一旦C2充電，單穩(wěn)態(tài)仍然保持關(guān)閉狀態(tài)。