數(shù)字測量芯片PS081在太陽能衡器和高精度數(shù)字傳感器中的應用

　　前言

　　數(shù)字測量芯片PS081的一個應用方向為太陽能衡器。與傳統(tǒng)的電子衡器相比，采用acam公司的數(shù)字測量芯片PS081的太陽能衡器方案有著許多的競爭優(yōu)勢。由于傳統(tǒng)的電子衡器的競爭點僅僅在于價格，導致中國的衡器廠商為價格戰(zhàn)而拼盡了利潤，很多廠商賠本賺吆喝，僅僅是為了維持生產線的運轉。而采用PS081的太陽能衡器方案將給客戶帶來不同的競爭優(yōu)勢——創(chuàng)新的產品理念、環(huán)保的產品內涵和極具競爭力的價格。在節(jié)能環(huán)保理念越來越深入人心的今天，誰的產品更節(jié)能環(huán)保，誰就占據(jù)了這個市場的主流。因此，PS081在太陽能衡器上的方案絕對是中國衡器廠商的最優(yōu)選擇，也是中國衡器廠商的新希望。

　　數(shù)字測量芯片PS081的另一個應用方向為高精度、高性能數(shù)字傳感器。相對于生產技術成熟，應用廣泛的模擬傳感器來說，數(shù)字傳感器目前還僅僅處于技術發(fā)展階段。雖然目前數(shù)字傳感器已經(jīng)可以應用標準的生產流程來生產，然而在同等的生產流程下，數(shù)字傳感器和模擬傳感器相比較，并沒有多大的優(yōu)勢。而采用數(shù)字測量芯片PS081的數(shù)字傳感器方案，卻能為數(shù)字傳感器帶來一個新的方向。通過全新的測量技術，來改進現(xiàn)有的生產流程，帶來意想不到的效費比，使得無論在商業(yè)角度還是技術角度都將為數(shù)字傳感器的應用打開一個新的篇章。

　　1、 PS081—單芯片數(shù)字測量芯片

　　如圖1所示，PS081是一款絕對完全的單芯片方案，芯片本身帶有acam公司專利的 24位內部集成MCU單片機，2k x 8-位的 EEprom 可擦除編程內部存儲器，3 k的 ROM 并帶有強大的軟件如 48 位乘法和除法或者2進制到7段碼轉換等。還集成了LCD驅動，用于電池低壓檢測的嵌入帶隙基準電壓，帶有廉價的碳阻的溫度測量端口，看門狗定時器，串行 SPI 接口等等。那么外部僅需要非常少的外部原件就可以設計出高性能高精度，低功耗的衡器。

　　2、高精度時間測量原理

　　2.1 TDC—時間數(shù)字轉換器：

　　PS081芯片采用來自于德國acam公司創(chuàng)新的PICOSTRAIN測量原理，而其與其他數(shù)模芯片(A/D)最大的不同是，其內部測量是通過純數(shù)字化的TDC(時間數(shù)字轉換器)測量單元為核心來實現(xiàn)的。其測量原理如下：

　　TDC核心測量單元的內部是利用信號通過邏輯門的絕對時間延遲來精確量化時間間隔的。也就是說它計算了在一定的時間間隔內有多少個反向器被通過，在被測時間間隔內信號通過了多少個反向器。上圖說明了這種 TDC的操作原理，非常智慧的電路設計， 擔保器件和在芯片上的特殊的布線方法，使精確而相等的邏輯門時間延遲成為了現(xiàn)實。測量結果的精度非常嚴格的依賴于芯片內部的基礎邏輯門的延遲時間。 測量精度從10皮秒到 100皮秒可以通過簡單的測量內核以及現(xiàn)代化的CMOS技術輕松達到。