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超声波水表关键技术
关键部件——TDC-GP22
德国Acam公司的测量芯片在超声波测量上已得到普遍认可和采用。回到文章开头提到的时间数字转换器TDC-GP22,它是Acam公司利用纯数字化CMOS 技术生产的时间数字转换器,能将时间间隔的测量量化到22ps 的精度,可以说天生就肩负了推动智能超声波技术变革的使命。
图2 TDC-GP22——智能超声波水表应用的高集成度测量芯片
其实,Acam公司的第一颗TDC芯片TDC-GP1早在1996年就已经投入市场,并在超声波流量计中得到了广泛的应用。该公司在2005年推出了高性价比的TDC-GP2芯片,在超声波热量表市场中建立了良好的基础。2011年初其专门针对超声波热量电路设计的TDC-GP21芯片问世。有了前面这些阶段的技术验证和市场积累,2011年底,Acam专门为水表特定的功能更强大的芯片TDC-GP22正式进入市场。
原理及性能
图3 TDC-GP22内部结构原理图
图3为TDC-GP22的内部结构原理图,时间数字转换器TDC即为芯片TDC-GP22的技术核心,它利用信号通过逻辑门的绝对时间延迟来精确量化时间间隔。并且这个高精度的时间测量单元TDC,其分辨率达到22ps,这就为时差法流量计的应用提供了基本的测量保障,从而实现高精度、大量程比的设计。
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