TDC-GP21完美適合超聲波熱量表的解決方案

　　前言：

　　從2009年開始，中國(guó)北方供熱改革已經(jīng)真正的邁開了腳步，在未來(lái)的幾年當(dāng)中，北方各地將會(huì)加快對(duì)于供熱計(jì)量方面的改革力度，按熱量計(jì)價(jià)收費(fèi)將會(huì)成為今后北方供熱供暖方面的一個(gè)重點(diǎn)工作。而超聲波熱量表由于其測(cè)量方式無(wú)接觸部件，低壓降和低能量消耗而且測(cè)量高精度，正在逐漸取代機(jī)械式的熱量表，成為北方供熱供暖熱計(jì)量方案的首選。應(yīng)用德國(guó)acam公司的第一代產(chǎn)品TDC-GP2實(shí)現(xiàn)的超聲波熱量表已經(jīng)在市場(chǎng)被廣泛的應(yīng)用，而且由于其集成度高，測(cè)量性能好功耗低的優(yōu)勢(shì)，受到廣大的熱量表公司的認(rèn)可。而今，acam公司進(jìn)一步推出了針對(duì)超聲波熱量表的高集成度TDC-GP21，在性能質(zhì)量，功耗及其他各個(gè)方面將全面超越TDC-GP2，成為超聲波熱量表的首選。

　　TDC-GP21介紹：

　　在2010年的11月底，德國(guó)acam公司在原有的基礎(chǔ)上，又專門針對(duì)超聲波熱量表的一些特性，進(jìn)行了更深入的研究和改進(jìn)，最終推出了新一代針對(duì)超聲波熱量表所設(shè)計(jì)的的芯片TDC-GP21。這顆芯片采用QFN32管腳的封裝形式，除了具備了TDC-GP2的功能以外，還額外集成了超聲波熱量表所需要的信號(hào)處理模擬部分，比如模擬開關(guān)，以及低噪聲斬波穩(wěn)定(自動(dòng)進(jìn)行溫度電壓校正)模擬信號(hào)比較器，以及內(nèi)部集成了溫度測(cè)量所需施密特觸發(fā)器，使超聲波熱量表的設(shè)計(jì)開發(fā)非常簡(jiǎn)單，大大降低材料和人工成本，并且將測(cè)量質(zhì)量和功耗提升到了一個(gè)前所未有的等級(jí)，實(shí)現(xiàn)了更高集成度，更低功耗，更高精度的超聲波熱量表方案。TDC-GP21所能夠?qū)崿F(xiàn)的性能，是TDC-GP2所無(wú)法達(dá)到的。

　　TDC-GP21內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖

　　上圖中綠色部分，為專門針對(duì)熱量表所集成的單元。

　　模擬控制部分將信號(hào)的發(fā)射接收的處理變得前所未有的簡(jiǎn)單，模擬信號(hào)和整個(gè)流程控制直接由這個(gè)部分來(lái)處理和自動(dòng)操作，而且斬波穩(wěn)定比較器可以保證測(cè)量的質(zhì)量;

　　溫度部分集成了施密特觸發(fā)器，直接接上溫度傳感器和參考電阻就可以進(jìn)行高精度的測(cè)量，測(cè)量的性能遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)熱量表所需的要求;

　　7x32的eeprom單元可以讓客戶存儲(chǔ)整表的一些ID信息以及配置寄存器的信息。

　　管腳信號(hào)輸出功能

　　設(shè)置寄存器SEL_TST01通過(guò)FIRE_IN管腳輸出內(nèi)部比較器比較回波后的脈沖，幫助判斷回波和比較器信號(hào)的特性

　　除了上圖中的額外增加的模塊外，acam公司還針對(duì)超聲波熱量表的特性在GP21內(nèi)部進(jìn)行了一些超聲波必要信號(hào)在其管腳Fire_in和En_start的輸出，這些輸出信號(hào)，可以幫助客戶深入分析了解超聲波信號(hào)以及GP21的一些特性。下面是一些示波器的截圖。

　　除了以上輸出的信號(hào)外，還可以在EN_start管腳輸出4k的晶振時(shí)鐘，在Fire_In管腳上輸出32k的低功耗晶振時(shí)鐘，那么所輸出的具體信號(hào)是由寄存器配置所決定，詳細(xì)設(shè)置請(qǐng)參考TDC-GP21的用戶手冊(cè)。通過(guò)這些信號(hào)的輸出，可以幫助客戶詳細(xì)的分析了解TDC-GP21的超聲波測(cè)量特性，幫助客戶在超聲波熱量表開發(fā)過(guò)程中克服很多困難。