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)量兩次為例，平均功耗能做到小于2uA。

　　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)量來說，無需前端放大電路，可以直接用FIRE輸出脈沖來驅(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，大大簡化了硬件電路設(shè)計(jì)，只需搭配MCU和簡單的比較器、模擬開關(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

　　超聲波原理的流量計(jì)將是未來流量計(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。基于TDC-GP2測(cè)流量原理的戶用超聲波熱量表方案已由ACAM中國區(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。