TDC-GP2測量芯片在超聲波流量計中的應用

　　TDC-GP2的低功耗特性

　　TDC-GP2創新的測量機制決定了其低功耗的特性。從圖3中可以看出，TDC-GP2在進行時間測量時，其耗電較大的核心測量單元并不總是在工作，它僅僅用于測量START信號上升沿到下一個參考時鐘上升沿的時間（TFC1），以及STOP信號上升沿到下一個參考時鐘上升沿的時間（TFC2），而中間大量的時間測量是由數參考時鐘周期數來完成的。TDC核心測量單元工作時的耗電為15mA，非工作時的耗電小于150nA。由于TDC核心測量單元的工作時間在一次測量中所占時間比例極小，而且在管道流量測量中每次測量的時間一般為微秒級，因此TDC-GP2的平均功耗能達到極低的水平，以每秒鐘測量兩次為例，平均功耗能做到小于2uA。

　　TDC-GP2的脈沖發生器

　　TDC-GP2不但具有超低功耗的時間測量單元，還集成了用于驅動超聲波換能器的脈沖發生器。通過寄存器的設置可對產生脈沖的頻率、相位進行控制，一次最多可以產生連續15個脈沖。 脈沖發生器有FIRE1和FIRE2兩個輸出管腳，這兩個輸出管腳分別具有48mA的驅動能力，如果將其并聯使用可以將驅動能力增加到96mA。對于小管徑的流量測量來說，無需前端放大電路，可以直接用FIRE輸出脈沖來驅動超聲波換能器。

　　TDC-GP2在超聲波流量計中的應用

　　TDC-GP2具有高精度的時間測量功能，分辨率達到65ps，為時差法流量計的應用提供了基本的測量保障；TDC-GP2的脈沖發生器在小管徑的流量測量中可直接驅動超聲波換能器，無需另外增加驅動芯片；TDC-GP2測量的低功耗特性使得流量計的整體功耗大幅降低，為電池供電設備提供了優良的解決方案。

　　使用TDC-GP2的超聲波流量計方案相對于使用分立元件或者FPGA的超聲波流量計方案，大大簡化了硬件電路設計，只需搭配MCU和簡單的比較器、模擬開關元件就可完成控制和時間測量回路的設計。該方案使電路設計得到簡化的同時大大縮小了設備的PCB面積，使設備的生產、維護也更加方便容易。

　　TDC-GP2還帶有兩路溫度測量功能，可直接接PT1000或PT500熱電阻進行溫度測量，這為熱量表的應用提供了集成化的解決方案。

　　結語

　　超聲波原理的流量計將是未來流量計的發展方向，TDC-GP2為超聲波流量計提供了最高集成度、最高測量精度、最低功耗的解決方案。基于TDC-GP2測流量原理的戶用超聲波熱量表方案已由ACAM中國區總代理世強電訊進行了大面積推廣，TDC-GP2已在超聲波熱量表中得到了廣泛的實際應用，世強電訊可為您提供易于使用的評估套件，更多詳情可致電世強電訊。