當(dāng)TDC-GP22遇到ARM CortexM3

　　其實(shí)，Acam公司的第一顆TDC芯片TDC-GP1早在1996年就已經(jīng)投入市場(chǎng)，并在超聲波流量計(jì)中得到了廣泛的應(yīng)用。該公司在2005年推出了高性價(jià)比的TDC-GP2芯片，在超聲波熱量表市場(chǎng)中建立了良好的基礎(chǔ)。2011年初其專門針對(duì)超聲波熱量電路設(shè)計(jì)的TDC-GP21芯片問(wèn)世。有了前面這些階段的技術(shù)驗(yàn)證和市場(chǎng)積累，2011年底，Acam專門為水表特定的功能更強(qiáng)大的芯片TDC-GP22正式進(jìn)入市場(chǎng)。

　　原理及性能

　　圖3為TDC-GP22的內(nèi)部結(jié)構(gòu)原理圖，時(shí)間數(shù)字轉(zhuǎn)換器TDC即為芯片TDC-GP22的技術(shù)核心，它利用信號(hào)通過(guò)邏輯門的絕對(duì)時(shí)間延遲來(lái)精確量化時(shí)間間隔。并且這個(gè)高精度的時(shí)間測(cè)量單元TDC，其分辨率達(dá)到22ps，這就為時(shí)差法流量計(jì)的應(yīng)用提供了基本的測(cè)量保障，從而實(shí)現(xiàn)高精度、大量程比的設(shè)計(jì)。

　　TDC-GP22的重要特性還包括：

　　● 溫度測(cè)量精度(2mk rms);
　　● TOF飛行時(shí)差的溫漂(<0.3ps/k);
　　● 提供針對(duì)超聲波水表所需要的完整的模擬前端：內(nèi)部集成斬波穩(wěn)定的內(nèi)部低噪聲比較器(比較器觸發(fā)offset范圍在±35 mV)和低串?dāng)_模擬開(kāi)關(guān)，這就解決了客戶模擬部分設(shè)計(jì)的問(wèn)題，提高了系統(tǒng)測(cè)量質(zhì)量。

　　TDC-GP22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，簡(jiǎn)化了設(shè)計(jì)并降低了成本;高精度的時(shí)間測(cè)量，簡(jiǎn)潔的外部電路、集成的內(nèi)部信號(hào)處理算法，超低的整體功耗測(cè)量特性使得其非常適合于超聲波水表的應(yīng)用。

　　三個(gè)重要功能

　　因TDC-GP22是在TDC-GP21的基礎(chǔ)上發(fā)展而來(lái)，所以TDC-GP22的功能、管腳、寄存器與TDC-GP21可以100%兼容(可1:1進(jìn)行替換)。TDC-GP22除了具備TDC-GP21的所有特性外，還增加了三個(gè)重要的功能。之所以說(shuō)TDC-GP22是超聲波水表電路的革命，正是與這三個(gè)新增的重要功能緊密相關(guān)。

　　● 智能第一個(gè)回波檢測(cè)功能。TDC-GP22使得時(shí)間窗口設(shè)置不再受時(shí)差變化影響，從而實(shí)現(xiàn)精確的脈沖間隔測(cè)量，以及回流、空管識(shí)別和報(bào)警。
　　● 第一波脈沖寬度測(cè)量功能(目前市面上僅TDC-GP22可以實(shí)現(xiàn))。GP22的脈沖寬度測(cè)量可以幫助在水表應(yīng)用中，檢測(cè)段內(nèi)是否有氣泡影響，以及檢測(cè)管段內(nèi)的長(zhǎng)期覆蓋物，給出報(bào)警信號(hào)。
　　● 簡(jiǎn)化的多脈沖結(jié)果計(jì)算功能。TDC-GP22芯片將會(huì)自動(dòng)處理計(jì)算3個(gè)脈沖結(jié)果，并給出平均值。通過(guò)這種方式，簡(jiǎn)化了整個(gè)測(cè)量的流程，測(cè)量的結(jié)果完全由TDC-GP22自動(dòng)完成，MCU僅需直接讀結(jié)果，節(jié)省單片機(jī)資源，并滿足水表測(cè)量速度要求。

　　EFM32TG840Fxx助力超聲波水表突破功耗瓶頸

　　通過(guò)上面的講述，我們對(duì)于TDC-GP22適用于超聲波水表的性能優(yōu)勢(shì)已經(jīng)有了比較深入的認(rèn)識(shí)，但是對(duì)于在電子智能水表應(yīng)用中至關(guān)重要的功耗問(wèn)題還沒(méi)有提及。水表應(yīng)用的標(biāo)準(zhǔn)要求水表的電池至少6年不能更換，這對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的功耗提出了苛刻的要求，也一直制約著超聲波水表的發(fā)展。