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

6.5 电气特性

除非另外注明，否则本部分规定的电气额定值适用于本文档的所有规格。这些规格可解释为在该产品的使用寿命范围内，不会导致器件参数或功能规格下降的各项条件。TA = 25°C，VDD = VIO = 3.7V，VCOM = VCM = VDD/2，CVCOM = 10nF（除非另有说明）。
参数 测试条件 最小值 典型值 最大值 单位
发送器信号路径 (TX)
VOUT(TX) 输出电压摆幅 ƒout = 1MHz，RL = 75Ω（连接到 VCM） 高电平 VDD – 0.32 V
LOW 0.32 V
IOUT(TX) 输出驱动电流 ƒout = 1MHz，RL = 75Ω（连接到 VCM） 22 mARMS
ƒOUT(TX) 输出 TX 频率 ƒCLKIN = 8MHz，2 分频（可编程，请参阅发送器信号路径） 4 MHz
接收器信号路径 (RX)
ΔtSTOP STOP 周期间抖动 LNA 电容反馈，GPGA = 6dB，ƒIN = 1MHz，VIN = 100mVPP，CVCOM = 1µF，请参阅图 7-1 50 psRMS
LNA
GLNA LNA 增益 电容反馈，CIN = 300pF，ƒIN = 1MHz，RL = 100kΩ（连接到 VCM），CVCOM = 1µF 20 dB
enLNA 以 LNA 输入为基准的噪声密度 电容反馈，CIN = 300pF，ƒ = 1MHz，VDD = 3.1V，VIN = VCM，RL = ∞，CVCOM = 1µF 2 nV/√Hz
VIN(LNA) 输入电压范围 电阻反馈，RL = 1kΩ（连接到 VCM），CVCOM = 1µF 高电平 VCM + (VCM – 0.24)/(GLNA) V
LOW VCM – (VCM – 0.24)/(GLNA) V
VOUT(LNA) 输出电压范围 电阻反馈，RL = 1kΩ（连接到 VCM），CVCOM = 1µF 高电平 VDD – 0.24 V
LOW GND + 0.24 V
SRLNA 压摆率(6) 电阻反馈，RL = 1kΩ（连接到 VCM），100mV 阶跃，CVCOM = 1µF 9 V/μs
XTK 多路复用器通道间串扰 电容反馈，ƒ = 1MHz，RL = 100kΩ（连接到 VCM），CVCOM = 1µF -57 dB
BWLNA –3dB 带宽 电容反馈，CIN = 300pF，RL= 100kΩ（连接到 VCM），CVCOM = 1µF 5 MHz
VOS(LNA) LNA 输入失调电压 电阻模式，VIN = VCM，RL = ∞ ±320 µV
VCOM
VCOM VCOM 输出电压 CVCOM = 1µF VCM V
VCOM 输出误差 0.5%
PGA
VIN(PGA) PGA 输入范围  RL = 100kΩ（连接到 VCM），CL = 10pF（连接到 GND） 高电平 VCM + (VCM – 0.06)/(GPGA) V
LOW VCM – (VCM – 0.06)/(GPGA) V
GPGAMIN PGA 最小增益 直流，RL = ∞，CL = 10pF 0 dB
GPGAMAX PGA 最大增益 21 dB
ΔGPGA PGA 增益阶跃大小 3 dB
GE(PGA) PGA 增益误差 直流，GPGA = 0dB，RL = ∞，CL = 10pF 5%
TCGPGA PGA 增益温度系数 直流，GPGA = 0dB，RL = ∞，CL = 10pF 170 ppm/°C
enPGA 以 PGA 输入为基准的噪声密度 GPGA = 21dB，ƒ = 1MHz，VDD = 3.1V，VIN = VCM，RL = ∞，CVCOM = 1µF 3.1 nV/√Hz
VOUT(PGA) 输出范围 RL = 100kΩ（连接到 VCM），CL = 10pF（连接到 GND） 高电平 VDD – 0.06 V
LOW 60 mV
BWPGA –3dB 带宽 GPGA = 21dB，RL = 100kΩ（连接到 VCM），CL = 10pF，CVCOM = 1µF 5 MHz
SRPGA 压摆率(6) GPGA = 21dB，RL = 100kΩ（连接到 VCM），CL = 10pF，CVCOM = 1µF 12.5 V/µs
过零比较器
VOS(COMP) 输入失调电压(5) 以 VCOM 为基准 ±115 µV
enCOMP 以过零比较器输入为基准的噪声(5)  1MHz 5 nV/√Hz
HYSTCOMP 迟滞(5) 以 VCOM 为基准 -10 mV
阈值检测器
VTHDET 阈值水平 ECHO_QUAL_THLD = 0h，以 VCOM 为基准 -35 mV
ECHO_QUAL_THLD = 7h，以 VCOM 为基准 –1.5 V
温度传感器接口(1)
TERROR 温度测量精度 RREF = 1kΩ，PT1000 范围：–40 至 125°C(2) 1 °C
RREF = 1kΩ，PT1000 范围：–15°C 至 85°C(2) 0.5 °C
相对精度： RREF = 1kΩ，RRTD1 = RRTD2 = 1.1kΩ 0.02  °CRMS
TGE 增益误差 5.8 m°C/°C 
电源
IDD VDD 电源电流 睡眠（EN = CLKIN = TRIGGER = 低电平） 0.61 µA
连续接收模式，LNA 和 PGA 被旁路 2.8 3 mA
连续接收模式，LNA 和 PGA 处于工作状态 6.2 7.5 mA
仅温度测量（PT1000 模式）(3) 370 400 µA
温度测量（PT500 模式）(4) 500 540 µA
IIO VIO 电源睡眠电流(5) 睡眠（EN = CLKIN = TRIGGER = 低电平） 2 nA
数字输入/输出特性
VIL 输入逻辑低电平阈值 0.2 × VIO V
VIH 输入逻辑高电平阈值 0.8 × VIO V
VOL 输出逻辑低电平阈值 SDO 引脚，100μA 电流 0.2 V
SDO 引脚，1.85mA 电流 0.4 V
START 和 STOP 引脚，100μA 电流 0.5 V
START 和 STOP 引脚，1.85mA 电流 0.6 V
ERRB 引脚，100μA 电流 0.2 V
ERRB 引脚，1.85mA 电流 0.4 V
VOH 输出逻辑高电平阈值 SDO 引脚，100μA 电流 VIO – 0.2 V
SDO 引脚，1.85mA 电流 VIO – 0.6 V
START 和 STOP 引脚，100μA 电流 VIO – 0.5 V
START 和 STOP 引脚，1.85mA 电流 VIO – 0.6 V
ERRB 引脚，0µA 电流 VIO – 0.2 V
IOMAX SDO、START 和 STOP 的最大输出电流 1.85 mA
(1) 对于理想外部元件。有关更多详细信息，请参阅温度传感器测量 部分。
(2) PT1000 RTD 近似电阻：800Ω ≡ –52°C，931Ω ≡ –18°C，1.10kΩ ≡ 26°C，1.33kΩ ≡ 86°C，1.48kΩ ≡ 125°C。
(3) 指定的电流包括在 PT1000 模式 (TEMP_RTD_SEL = 0) 下流经 RTD 传感器的 120μA。
(4) 指定的电流包括在 PT500 模式 (TEMP_RTD_SEL = 1) 下流经 RTD 传感器的 240μA。
(5) 根据设计确定。
(6) 压摆率的测量范围为 10% 至 90%，由上升和下降压摆率的平均值表示。