當TDC-GP22遇到ARM CortexM3

　　模數轉換器(ADC)、數模轉換器(DAC)聽的多了，時間數字轉換器(TDC——Timer Digital Converter)是什么原理的器件?為什么是ARM CortexM3，而不是M0、M4? 還有，超聲波水表這種創(chuàng)新產品形式是否到了大規(guī)模商用階段呢?本文將介紹TDC-GP22在智能超聲波水表中起到何種關鍵作用，ARM CortexM3 MCU如何在超低功耗突破方面再助一臂之力?

　　超聲波水表概述

　　當智能電表在電力系統(tǒng)中如火如荼地發(fā)展時，水表也在朝智能化、全電子化的方向快速發(fā)展。這一方面因為全球水資源的短缺迫使政府重視節(jié)水和水量控制，另一方面也源于現代工業(yè)技術的成熟發(fā)展使得智能水表的實現成為可能。能滿足階梯計價的智能式水表將會成為建設節(jié)水型社會一大利器!

　　水表技術的創(chuàng)新發(fā)展是實現用水智能測量的重要武器。超聲波水表是采用超聲波時差原理，采用工業(yè)級電子元器件制造而成的全電子水表。這種超聲波測量是利用一對超聲波換能器相向交替(或同時)收發(fā)超聲波，通過檢測超聲波在介質中的順流和逆流傳播時間差來間接測量流體的流速，再通過流速來計算流量。

　　與傳統(tǒng)機械式水表相比較，超聲波水表精度高、可靠性好、量程比寬、壽命長、無活動部件、任意角度安裝、更換非常靈活等重要優(yōu)勢：

　　♦ 精度高：測量的分辨率高;
　　♦ 可靠性好：超聲波回波測量穩(wěn)定可靠;
　　♦ 量程比寬：始動流量非常小(< 2 L/h)，微小變化可以獲知;
　　♦ 壽命長：盡管測量速度很快，但可以擁有非常長的使用壽命;
　　♦ 無活動部件：不影響流體特性，測量性能更加優(yōu)越;
　　♦ 更換非常靈活：更換非常簡單，無需斷管網。

　　有研究數據顯示，在歐洲以及世界一些地區(qū)：大口徑工業(yè)水表和小口徑民用水表，都已經開始朝超聲波方向發(fā)展。歐洲一些著名的表計公司在歐洲的項目開發(fā)工作中已經開始或者已經量產，超聲波水表潛力巨大(市場潛力：>10Mio./年)。

　　在中國，超聲波測量方式已經在熱量表和流量計當中得到普遍的應用和驗證。由于超聲波方式的優(yōu)勢，以及測量超聲波電路的不斷發(fā)展和完善，智能水表也將向這種方式發(fā)展。國家住建部標準定額司相關單位委托行業(yè)領軍企業(yè)牽頭組織起草的“超聲波水表”國家標準已經基本完成。

　　超聲波水表關鍵技術

　　關鍵部件——TDC-GP22

　　德國Acam公司的測量芯片在超聲波測量上已得到普遍認可和采用。回到文章開頭提到的時間數字轉換器TDC-GP22，它是Acam公司利用純數字化CMOS 技術生產的時間數字轉換器，能將時間間隔的測量量化到22ps 的精度，可以說天生就肩負了推動智能超聲波技術變革的使命。