题目

如何提高超声波测距距离?
用51单片机做处理器,
超声波发射电路用74HC04做驱动,间断地产生40KHz方波,Vp-p约为10V,
接收部分用CX20106处理接收.
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定时器用方式1.理论计算测距可达11米多;
而实测距离为1米左右,再远就没有回波了.
Vp-p已有10V了,测距应该不止1米才对吧,软件也没限制此距离了.
有人做过此系统吗,最大可以达多少米呢?有什么方法可以解决,以增加距离?

提问时间：2020-11-20

答案

假如这套系统是个木桶,你闲它装的水不够多,实际上它的每一块木板都短,而不是一块两块.
从你描述的情况看,目前最大的瓶颈是驱动电压和探头.发射电压提高到50-150Vp-p,采用开放式探头,应该能测到5米左右.
如果要测到11米,我还不知道您希望测距的周期是多少,1秒一次?1秒10次?10秒1次?
1、如果测距的周期较长,可以进一步提高发射电压,应达到200~800Vp-p（视探头而定）,建议用脉冲变压器,驱动不能用74HC04了,换成开关管吧,瞬间电流估计应在1A-30A之间.周期长的好处是“不怕检测失败”,您可以在一个检测周期内进行多次检测,而最终的检测结果,仅是你检测成功的那一次.
2、如果测距的周期较短,一般要求每次检测都要有较高的成功率,面对不同的环境和被测物体,测距系统对接收电路要求较高.在满足1的前提下,还要改进接收电路,在放大1万-100万倍的情况下,噪音峰值电平应低于1Vp-p,20106恐怕难以胜任；
3、如果需要在室外使用,在满足前两条的前提下,还要采用防水型探头,11米的检测距离需要直径50mm以上的超声波探头；
4、如果还需要全天候的高可靠运行,或者要较高灵敏度时,还要牺牲一些测距精度,把超声波发射频率从40KHz降低到25KHz~32KHz,以减少空气损耗.