超聲檢測回波信號是一個毫伏級的信號。檢測對象不同時回波信號值相差很大。針對不同檢測對象的回波信號必須進行相應放大，以便后續處理分析現象，設計以AD603為核心的超聲檢測微弱信號放大電路，提高超聲檢測系統的準確性和適應性。

　　AD603簡介

AD603內部結構圖

　　AD603輸入衰減器由7組R一2R梯形網絡組成，信號從精密無源梯形網絡的輸入端（VINP）輸入，輸入信號的衰減量（0～42．14dB）由腳卜2（GPOS—GENG）的輸入電壓差VG（VG=VGPOS—VGNEG，下同）控制，控制梯形網絡的“滑動觸點”至相應的“節點”處，選擇衰減量。其內部結構如圖2。AD603根據腳5（FDBK）與腳7（VOUT）的連接方式的不同來確定放大器的增益值和增益范圍，當腳5和腳7短接時，AD603的增益為40VG+10dB，增益范圍為一1ldB～+31dB。當腳5和腳7斷開，腳5串聯1個18pF的電容接地時，其增益為40VG+30dB，增益范圍為+9dB一+51dB，如果在5腳和7腳間接上電阻RExT，腳5串聯1個56pF的電容接地用于頻率補償時，其增益最大值由電阻RExT確定，電阻RExT與最大增益間的關系見下圖。

　　控制電壓VG在一500mV一+500mV間變化，控制放大器的增益G的大小，兩者成線性關系變化：

　　G（dB）=40Vg+Goi（i-1，2，3）

　　上式中Goi分別為腳5與腳7短接、開路和外接電阻時的增益常數，即10 dB、30 dB及10—30dB的某個常數。若腳5通過一電阻接地，可獲得更高的增益，最大增益約為60dB，但由于此時的輸出誤差較大，其使用受一定的限制。

　　基于AD603的超聲波檢測電路

　　超聲波檢測較厚材料，或超聲波發射電路激勵電壓較小時，超聲波接收探頭接收到的回波信號很微弱，只有幾毫伏，所需增益較大；反之，超聲波檢測較薄材料，或激勵電壓較大時，回波信號相對較強，有幾百毫伏，所需增益較小。為提高超聲檢測系統的檢測范圍和系統的適應性，采用AD603與精密放大器AD844級聯使用的方式組成超聲檢測信號放大電路。AD844是單片型的電流反饋寬帶高速運算放大器，具有低失真、低噪聲、低漂移和寬頻帶的優點，還具有增益偏差小，相位差小的特點。當AD603與AD844級聯使用時，不僅能獲得需要的高增益，還能避免增益誤差的過大。如下圖。

　　程控放大器AD603的信號輸入最大電壓是±1．4V（有效值lV），最高也可達到±2V，但會使高頻信號失真。若采用回波信號先經固體增益運算放大器AD844固定放大，再由AD603程控放大，對于檢測較薄材料幾百毫伏的回波信號會產生失真。故采用先AD603后AD844的級聯方式，級間采用0．1心電容耦合，可提高系統穩定性。

　　系統電源設為±5V。電阻l玎與電容C1形成1個信號延時電路，延時10ps（I玎×C1）。腳5與腳7間接有電阻R1=2．49kQ，由圖3可知，此時AD603的最大增益約為4ldB。AD603的腳1和腳2分別與DAC0和DACl單片機ADuC812的輸出引腳相連。單片機ADUC812通過超聲波發射波與回波的時間差輸出適當的模擬電壓，控制AD603的增益。電路中，R2與R3決定了AD844的信號固定放大倍數為lO倍（500／50）。RL和CL是AD844的負載。另外，在使用AD603過程中，腳4（COMM）必須直接接地，若接電阻則會影響增益的準確性。放大電路用于超聲檢測系統，超聲回波信號從電路左端輸入，經AD603程控放大，單片機輸出穩定電壓控制增益，使放大后的回波信號最大幅值不超過500mv，再由AD844固定放大10倍，使回波信號在O一5V間輸出，為后續回波信號處理做準備。

　　總結

　　本文描述的超聲波檢測電路有效地提高了微弱信號檢測的準確性、適應性和穩定性。