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

8.1 概述

TDC1000-Q1 的主要功能块是发送 (TX) 通道和接收 (RX) 通道。发送器支持灵活的设置以驱动各种超声波换能器，接收器提供可配置块并具有广泛的设置以在各种应用进行信号调节。接收信号链包含一个 LNA（低噪声放大器）、一个 PGA（可编程增益放大器）和两个用于回波鉴定和 STOP 脉冲生成的自动置零比较器。

TDC1000-Q1 提供三种工作模式：模式 0、模式 1 和模式 2。每种模式适用于一种或多种应用，例如流量/浓度测量、容器液位测量、接近检测、距离测量以及一系列需要精确测量飞行时间 (TOF) 的其他应用。

测量周期由器件 TRIGGER 引脚上的触发信号启动。触发信号生效后，START 引脚上会产生一个输出脉冲。该信号用作开始 TOF 测量的时间基准。发送器生成与 START 脉冲上升沿同步的可编程 TX 脉冲以驱动超声波换能器，从而生成超声波，该超声波会穿透声介质。接收器检测到穿过介质的超声波并生成 STOP 信号。超声波是直接接收还是通过反射接收将取决于系统配置。STOP 信号由外部时间数字转换器 (TDC) 使用，该转换器用作非常精确的秒表。系统必须包含一个 TDC，以根据 START 脉冲和 STOP 脉冲之间的间隔来测量 TOF。在某些具有中等精度要求（ns 级）的应用中，可以使用微控制器来测量 TOF 持续时间。在具有高精度要求（ps 级）的应用中，TI 建议使用 TDC7200 时间数字转换器来测量 TOF 持续时间。

在每种应用中，必须通过串行接口 (SPI) 将 TDC1000-Q1 配置为可用的三种工作模式之一。此外，必须根据各种应用特定的参数对该器件进行编程，以下各节对此进行了说明。