超声波是频率高于20KHz的声波，超声波是一种在弹性介质中的机械震荡，由于其指向性强、能量消耗缓慢、传播距离较远等到优点，经常用于测量距离，如测距仪和物位测量仪等都可以通过超声波来实现。
超声波是机械波，跟频率没有关系，只与传播介质有关。其实严格来说，超声波的传播是非线性的，不过只要声波能量不是很大，都可以认为是线性的，也就是声速是恒定的。25℃环境下，20KHZ~50MHZ的超声波空气传播速度都是340m/S。本文的超声波测距系统采用反射接收回波方式，超声波发射器向某一方向发射超声波，在发射时刻的同时开始计时，超声波在空气中传播，途中碰到障碍物就立即返回来，超声波接收器收到反射波就立即停止计时。设S为测量距离，T为往返时间差，超声波的传播速度为V，则有
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超声波发射器包括超声波产生电路和超声波发射控制电路两部分，超声波探头选用CSB40T。可采用软件发生法和硬件方法产生超声波。本系统利用单片机软件产生40kHz的超声波信号，经过CD4069两次和一次反向放大驱动后输出到CSB40T，如图1所示。
图1超声波发射电路
CD4069由六个COS/MOS反相器电路组成。此器件主要用作通用反相器、即用于不需要中功率TTL驱动和逻辑电平转换的电路中。其内部结构如图2所示。
图2CD4069内部结构
由于超声波在空气中传播，其能量会随传输距离的增大而减小，从远距离障碍物反射的回波信号一般比较弱，所以在设计超声波接收电路时，要有较大的放大倍数；为减小环境噪声对回波信号的影响，也要考虑选用滤波特性较好的电路，使回波易于检测。超声波接收电路使用集成电路CX20106A，可用来完成信号的放大、限幅、带通滤波、峰值检波和波形整形等功能，如图3所示。
图3CX20106内部结构
其中的前置放大器具有自动增益控制功能，可以保证在超声传感器接收较远反射信号输出微弱电压时，放大器有较高的增益，在近距离输入信号强时放大器不会过载；其带通滤波器中心频率可由芯片5脚的外接电阻调节，不需要外接电感，可避免外磁场对电路的干扰，可靠性较高。CX20106A接收超声波有很高的灵敏度和抗干扰能力，可以满足接收电路的要求。同时，使用集成电路也可以减少电路之间的相互干扰，减小电噪声。当接收到40kHz信号后，芯片7脚会出现较短的低电平，接入单片机便可以使单片机产生中断。
图4超声波接收电路
3.密码锁
