[發(fā)明專利]用于流量計(jì)的低成本收發(fā)器電路

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201580077595.3
• 申請(qǐng)日: 2015-03-11
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN107407584B
• 公開(kāi)（公告）日: 2019-10-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 拉爾斯·葉斯帕森
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 丹佛斯有限公司
• 主分類號(hào): G01F1/66
• 分類號(hào): G01F1/66
• 代理公司: 中科專利商標(biāo)代理有限責(zé)任公司 11021
• 代理人: 楊飛

本發(fā)明涉及一種用于流量計(jì)的收發(fā)器電路，該收發(fā)器電路包括用于有待經(jīng)由一個(gè)或多個(gè)相關(guān)聯(lián)的換能器來(lái)發(fā)射和/或接收的信號(hào)的公共信號(hào)路徑，該收發(fā)器電路包括發(fā)生器電路、信號(hào)處理電路以及有源電路，其中，該有源電路包括第一和第二晶體管，該第一和第二晶體管經(jīng)由其各自的發(fā)射極端子可操作地連接，由此形成組合輸入/輸出端子，所述組合輸入/輸出端子可操作地可連接至一個(gè)或多個(gè)相關(guān)聯(lián)的換能器，該有源電路被適配用于充當(dāng)用于待發(fā)射信號(hào)的緩沖器，并且被適配用于充當(dāng)用于所接收信號(hào)的放大器。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及用于流量計(jì)的收發(fā)器電路。具體地，本發(fā)明涉及用于超聲波流量計(jì)的低成本且節(jié)能的收發(fā)器電路。

背景技術(shù)

多年來(lái)已提出了特別適用于超聲波流量計(jì)的各種類型的收發(fā)器電路。

總體上，超聲波流量計(jì)(尤其以低流速)的性能直接取決于連接至超聲波換能器的前端電路的信號(hào)路徑(上行與下行)的延遲差。采用低流速，非常小的延遲差可能導(dǎo)致百分之幾數(shù)量級(jí)的測(cè)量誤差。而且，延遲差可能由超聲波換能器的差異引起?？稍谛?zhǔn)期間去除這些誤差，但是它們隨時(shí)間和溫度的變化仍將帶來(lái)問(wèn)題。而且，以低流速進(jìn)行校準(zhǔn)是費(fèi)時(shí)的并且因此成本較高。存在解決上述延遲問(wèn)題的其他電路拓?fù)洌沁@些電路拓?fù)渫ǔＰ枰嘿F的放大器。

已經(jīng)在EP 1 426 739中提出了一種非常簡(jiǎn)單的方法，其中，單個(gè)晶體管在超聲波信號(hào)被發(fā)射和接收時(shí)分別充當(dāng)緩沖器和放大器。EP 1 426 739中所提出的電路的缺點(diǎn)是：晶體管需要以A類操作以便保留所發(fā)射信號(hào)和所接收信號(hào)兩者的線性度。眾所周知，以A類操作模式操作晶體管要求與其他類型的雙極拓?fù)渌璧碾娏魉较啾雀邤?shù)量級(jí)的電流水平。

可以認(rèn)為本發(fā)明實(shí)施例的目標(biāo)為提供一種用于流量計(jì)(如超聲波流量計(jì))的節(jié)能收發(fā)器電路。

可以認(rèn)為本發(fā)明實(shí)施例的另一個(gè)目標(biāo)為提供一種用于流量計(jì)(如超聲波流量計(jì))的簡(jiǎn)單且低成本的收發(fā)器電路。

發(fā)明內(nèi)容

通過(guò)第一方面提供一種用于流量計(jì)的收發(fā)器電路來(lái)滿足上述目標(biāo)，該收發(fā)器電路包括用于有待經(jīng)由一個(gè)或多個(gè)相關(guān)聯(lián)的換能器來(lái)發(fā)射和/或接收的信號(hào)的公共信號(hào)路徑，該收發(fā)器電路包括發(fā)生器電路、信號(hào)處理電路以及有源電路，其中：

-該發(fā)生器電路可操作地連接至該有源電路的輸入端子，

-該信號(hào)處理電路可操作地連接至該有源電路的輸出端子，

-該有源電路包括第一和第二晶體管，該第一和第二晶體管經(jīng)由其各自的發(fā)射極端子可操作地連接，由此形成組合輸入/輸出端子，所述組合輸入/輸出端子可操作地可連接至一個(gè)或多個(gè)相關(guān)聯(lián)的換能器，該有源電路被適配用于充當(dāng)用于待發(fā)射的信號(hào)的緩沖器，并且被適配用于充當(dāng)用于所接收信號(hào)的放大器，并且

-該有源電路的該輸入端子可操作地連接至該第一和第二晶體管的基極端子，并且該有源電路的該輸出端子可操作地連接至該第一和第二晶體管的集電極端子。

該收發(fā)器電路可以作為前端收發(fā)器電路來(lái)操作。術(shù)語(yǔ)前端(front end)在這里被理解為可操作地連接至(直接地或者間接地)相關(guān)聯(lián)換能器的電路。本發(fā)明發(fā)現(xiàn)了其關(guān)于被適配用于測(cè)量液體和/或氣體的流速的流量計(jì)的用途。

優(yōu)選地，該第一和第二晶體管的發(fā)射極是直接連接的。術(shù)語(yǔ)發(fā)射極(emitter)應(yīng)當(dāng)被理解為與雙極晶體管相關(guān)的發(fā)射極以及與場(chǎng)效應(yīng)晶體管(Field Effect Transistor(FET))相關(guān)的源級(jí)。類似地，與雙極晶體管相關(guān)的術(shù)語(yǔ)基極(base)和集電極(collector)分別對(duì)應(yīng)于FET的柵極和漏極。

該有源電路被適配用于充當(dāng)用于待發(fā)射信號(hào)的緩沖器，并且充當(dāng)用于所接收信號(hào)的放大器。緩沖器的目的是促進(jìn)更多的電流可以被遞送至換能器。該緩沖器可以是單位增益緩沖器，該單位增益緩沖器的電壓增益基本上為一。然而，應(yīng)當(dāng)注意的是，該緩沖器的電壓增益可以不同于一。