ZHCSRN8 February   2023 TDC1000-Q1

PRODUCTION DATA  

  1. 1 特性
  2. 2 应用
  3. 3 说明
  4. 4 修订历史记录
  5. 5 引脚配置和功能
  6. 6 规格
    1. 6.1 绝对最大额定值
    2. 6.2 ESD 等级
    3. 6.3 建议工作条件
    4. 6.4 热性能信息 #GUID-85677192-3B04-4958-89B0-56EA7EB89E00/APPNOTE_SPRA953
    5. 6.5 电气特性
    6. 6.6 时序要求
    7. 6.7 开关特性
    8. 6.8 典型特性
  7. 7 参数测量信息
  8. 8 详细说明
    1. 8.1 概述
    2. 8.2 功能方框图
    3. 8.3 特性说明
      1. 8.3.1 发送器信号路径
      2. 8.3.2 接收器信号路径
      3. 8.3.3 低噪声放大器 (LNA)
      4. 8.3.4 可编程增益放大器 (PGA)
      5. 8.3.5 接收器滤波器
      6. 8.3.6 用于生成 STOP 脉冲的比较器
        1. 8.3.6.1 阈值检测器和 DAC
        2. 8.3.6.2 过零检测比较器
        3. 8.3.6.3 事件管理器
      7. 8.3.7 共模缓冲器 (VCOM)
      8. 8.3.8 温度传感器
        1. 8.3.8.1 使用多个 RTD 进行温度测量
        2. 8.3.8.2 使用单个 RTD 进行温度测量
    4. 8.4 器件功能模式
      1. 8.4.1 飞行时间测量模式
        1. 8.4.1.1 模式 0
        2. 8.4.1.2 模式 1
        3. 8.4.1.3 模式 2
      2. 8.4.2 状态机
      3. 8.4.3 发送操作
        1. 8.4.3.1 发送脉冲数
        2. 8.4.3.2 TX 180° 脉冲移位
        3. 8.4.3.3 发送器阻尼
      4. 8.4.4 接收操作
        1. 8.4.4.1 单回波接收模式
        2. 8.4.4.2 多回波接收模式
      5. 8.4.5 时序
        1. 8.4.5.1 时序控制和频率调节 (CLKIN)
        2. 8.4.5.2 TX/RX 测量时序
      6. 8.4.6 飞行时间 (TOF) 控制
        1. 8.4.6.1 短 TOF 测量
        2. 8.4.6.2 标准 TOF 测量
        3. 8.4.6.3 具有电源消隐功能的标准 TOF 测量
        4. 8.4.6.4 共模基准稳定时间
        5. 8.4.6.5 TOF 测量间隔
      7. 8.4.7 均值计算和通道选择
      8. 8.4.8 错误报告
    5. 8.5 编程
      1. 8.5.1 串行外设接口 (SPI)
        1. 8.5.1.1 负片选 (CSB)
        2. 8.5.1.2 串行时钟 (SCLK)
        3. 8.5.1.3 串行数据输入 (SDI)
        4. 8.5.1.4 串行数据输出 (SDO)
    6. 8.6 寄存器映射
  9. 9 应用和实施
    1. 9.1 应用信息
    2. 9.2 典型应用
      1. 9.2.1 液位和流体识别测量
        1. 9.2.1.1 设计要求
        2. 9.2.1.2 详细设计过程
          1. 9.2.1.2.1 液位测量
          2. 9.2.1.2.2 流体识别
        3. 9.2.1.3 应用曲线
      2. 9.2.2 水流量计量
        1. 9.2.2.1 设计要求
        2. 9.2.2.2 详细设计过程
          1. 9.2.2.2.1 法规和精度
          2. 9.2.2.2.2 超声波流量计中的渡越时间
          3. 9.2.2.2.3 ΔTOF 精度要求计算
          4. 9.2.2.2.4 操作
        3. 9.2.2.3 应用曲线
    3. 9.3 电源相关建议
    4. 9.4 布局
      1. 9.4.1 布局指南
      2. 9.4.2 布局布线示例
  10. 10器件和文档支持
    1. 10.1 器件支持
      1. 10.1.1 开发支持
    2. 10.2 接收文档更新通知
    3. 10.3 支持资源
    4. 10.4 商标
    5. 10.5 静电放电警告
    6. 10.6 术语表
  11. 11机械、封装和可订购信息

封装选项

机械数据 (封装 | 引脚)
散热焊盘机械数据 (封装 | 引脚)
订购信息
9.2.1.2.1 液位测量

对于液位检测应用，将测量液体中声波的总飞行时间 (TOF)。换能器 B 发送的脉冲通常从液体底部穿过液体到达液体表面。液体和空气之间的不连续性会产生反射波，该反射波会返回到换能器 B。

在测量周期开始时，换能器连接到 AFE 的发送通道，发送突发会激发换能器以生成超声波。与 TX 突发同步，TDC1000-Q1 生成一个 START 脉冲以指示测量开始。发送完成后，换能器将连接到 AFE 的一个接收通道，具体取决于器件配置。

在接收到有效的回波后，TDC1000-Q1 将生成一个 STOP 脉冲。可以通过器件的寄存器配置生成多个 STOP 脉冲。系统会比较 START 和 STOP 信号时间以确定 TOF。

可以使用以下公式来确定液位：

方程式 6. GUID-5D27C63F-1B1C-40FA-BB07-103E94F13886-low.gif

其中

  • d 是以米 (m) 为单位的液位
  • TOF 是以秒 (s) 为单位的飞行时间
  • c 是以米/秒 (m/s) 为单位的液体中的声速
GUID-023E9E10-B638-4A2F-A9F9-4402AAF73135-low.gif图 9-2 液位测量中发送脉冲和接收脉冲之间的关系

液位测量有两个主要标准：分辨率和范围（最大高度）。1mm 至 2mm 的分辨率精度是可以实现的，但由于任何环境干扰（例如液箱振动，从而产生毫米级表面波），因此不切实际。使用 VDD 电平激励脉冲可测量长达 1m 的范围，但较长距离的表面干扰和信号损失使可靠的回波接收成为问题。可以通过机械方式（液位导管）或电子方式（将 TX 脉冲电平转换到更高的电压；请参阅 TIDA-00322）来实现更佳的液位测量接收。