TDC-GP2測(cè)量芯片在超聲波流量計(jì)中的應(yīng)用
TDC-GP2的低功耗特性
TDC-GP2創(chuàng)新的測(cè)量機(jī)制決定了其低功耗的特性。從圖3中可以看出,TDC-GP2在進(jìn)行時(shí)間測(cè)量時(shí),其耗電較大的核心測(cè)量單元并不總是在工作,它僅僅用于測(cè)量START信號(hào)上升沿到下一個(gè)參考時(shí)鐘上升沿的時(shí)間(TFC1),以及STOP信號(hào)上升沿到下一個(gè)參考時(shí)鐘上升沿的時(shí)間(TFC2),而中間大量的時(shí)間測(cè)量是由數(shù)參考時(shí)鐘周期數(shù)來(lái)完成的。TDC核心測(cè)量單元工作時(shí)的耗電為15mA,非工作時(shí)的耗電小于150nA。由于TDC核心測(cè)量單元的工作時(shí)間在一次測(cè)量中所占時(shí)間比例極小,而且在管道流量測(cè)量中每次測(cè)量的時(shí)間一般為微秒級(jí),因此TDC-GP2的平均功耗能達(dá)到極低的水平,以每秒鐘測(cè)量?jī)纱螢槔骄哪茏龅叫∮?uA。
TDC-GP2的脈沖發(fā)生器
TDC-GP2不但具有超低功耗的時(shí)間測(cè)量單元,還集成了用于驅(qū)動(dòng)超聲波換能器的脈沖發(fā)生器。通過(guò)寄存器的設(shè)置可對(duì)產(chǎn)生脈沖的頻率、相位進(jìn)行控制,一次最多可以產(chǎn)生連續(xù)15個(gè)脈沖。 脈沖發(fā)生器有FIRE1和FIRE2兩個(gè)輸出管腳,這兩個(gè)輸出管腳分別具有48mA的驅(qū)動(dòng)能力,如果將其并聯(lián)使用可以將驅(qū)動(dòng)能力增加到96mA。對(duì)于小管徑的流量測(cè)量來(lái)說(shuō),無(wú)需前端放大電路,可以直接用FIRE輸出脈沖來(lái)驅(qū)動(dòng)超聲波換能器。
TDC-GP2在超聲波流量計(jì)中的應(yīng)用
TDC-GP2具有高精度的時(shí)間測(cè)量功能,分辨率達(dá)到65ps,為時(shí)差法流量計(jì)的應(yīng)用提供了基本的測(cè)量保障;TDC-GP2的脈沖發(fā)生器在小管徑的流量測(cè)量中可直接驅(qū)動(dòng)超聲波換能器,無(wú)需另外增加驅(qū)動(dòng)芯片;TDC-GP2測(cè)量的低功耗特性使得流量計(jì)的整體功耗大幅降低,為電池供電設(shè)備提供了優(yōu)良的解決方案。
使用TDC-GP2的超聲波流量計(jì)方案相對(duì)于使用分立元件或者FPGA的超聲波流量計(jì)方案,大大簡(jiǎn)化了硬件電路設(shè)計(jì),只需搭配MCU和簡(jiǎn)單的比較器、模擬開(kāi)關(guān)元件就可完成控制和時(shí)間測(cè)量回路的設(shè)計(jì)。該方案使電路設(shè)計(jì)得到簡(jiǎn)化的同時(shí)大大縮小了設(shè)備的PCB面積,使設(shè)備的生產(chǎn)、維護(hù)也更加方便容易。
TDC-GP2還帶有兩路溫度測(cè)量功能,可直接接PT1000或PT500熱電阻進(jìn)行溫度測(cè)量,這為熱量表的應(yīng)用提供了集成化的解決方案。
結(jié)語(yǔ)
超聲波原理的流量計(jì)將是未來(lái)流量計(jì)的發(fā)展方向,TDC-GP2為超聲波流量計(jì)提供了最高集成度、最高測(cè)量精度、最低功耗的解決方案?;赥DC-GP2測(cè)流量原理的戶(hù)用超聲波熱量表方案已由ACAM中國(guó)區(qū)總代理世強(qiáng)電訊進(jìn)行了大面積推廣,TDC-GP2已在超聲波熱量表中得到了廣泛的實(shí)際應(yīng)用,世強(qiáng)電訊可為您提供易于使用的評(píng)估套件,更多詳情可致電世強(qiáng)電訊。
評(píng)論