如圖2所示，TDC核心測量單元對START和STOP脈沖之間的時間間隔進行測量。每個門電路的傳輸延時典型值是65ps，TDC核心測量單元通過計數在STOP脈沖到來之前START信號通過的門電路個數來獲得START與STOP信號之間的時間間隔。TDC-GP2芯片內部通過特殊的設計和布線方法來保證每個門電路的時間延遲嚴格一致，但這個時間延遲是會隨供電電壓和溫度而變化的，因此TDC-GP2設計了一個參考時鐘用來對門電路的延時進行校準，同時這個參考時鐘也會在被測時間較長時參與時間測量。

　　由于TDC核心測量單元是對電信號通過的門電路個數進行計數，因此受計數器容量的限制它的時間測量范圍是有限的，最多可測到1.8us，對于被測時間超過這個范圍的應用，TDC-GP2則采取參考時鐘測量和TDC核心測量單元相結合的方式來完成。如圖3所示，TDC核心測量單元只測量TFC1和TFC2，而TCC則通過數參考時鐘的周期數來完成測量，待測時間TSS便可通過如下計算獲得：

　　每次測量完成后TDC-GP2可以自動對門電路的延時做校準測量，如圖3中的Cal1和Cal2，TDC核心測量單元對參考時鐘的周期進行測量，而參考時鐘的周期是已知的，因此由測量結果可反推出來精確的門電路延時。以上的計算、校正都是TDC-GP2自動完成的，最終經過校正的測量結果將以參考時鐘的周期為單位給出，以方便用戶計算。

　　TDC-GP2的低功耗特性

　　TDC-GP2創(chuàng)新的測量機制決定了其低功耗的特性。從圖3中可以看出，TDC-GP2在進行時間測量時，其耗電較大的核心測量單元并不總是在工作，它僅僅用于測量START信號上升沿到下一個參考時鐘上升沿的時間(TFC1)，以及STOP信號上升沿到下一個參考時鐘上升沿的時間(TFC2)，而中間大量的時間測量是由數參考時鐘周期數來完成的。TDC核心測量單元工作時的耗電為15mA，非工作時的耗電小于150nA。由于TDC核心測量單元的工作時間在一次測量中所占時間比例極小，而且在管道流量測量中每次測量的時間一般為微秒級，因此TDC-GP2的平均功耗能達到極低的水平，以每秒鐘測量兩次為例，平均功耗能做到小于2uA。

　　TDC-GP2的脈沖發(fā)生器

　　TDC-GP2不但具有超低功耗的時間測量單元，還集成了用于驅動超聲波換能器的脈沖發(fā)生器。通過寄存器的設置可對產生脈沖的頻率、相位進行控制，一次最多可以產生連續(xù)15個脈沖。 脈沖發(fā)生器有FIRE1和FIRE2兩個輸出管腳，這兩個輸出管腳分別具有48mA的驅動能力，如果將其并聯(lián)使用可以將驅動能力增加到96mA。對于小管徑的流量測量來說，無需前端放大電路，可以直接用FIRE輸出脈沖來驅動超聲波換能器。

　　TDC-GP2在超聲波流量計中的應用

　　TDC-GP2具有高精度的時間測量功能，分辨率達到65ps，為時差法流量計的應用提供了基本的測量保障;TDC-GP2的脈沖發(fā)生器在小管徑的流量測量中可直接驅動超聲波換能器，無需另外增加驅動芯片;TDC-GP2測量的低功耗特性使得流量計的整體功耗大幅降低，為電池供電設備提供了優(yōu)良的解決方案。