模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)、數(shù)模轉(zhuǎn)換器(DAC)聽的多了，時間數(shù)字轉(zhuǎn)換器(TDC——Timer Digital Converter)是什么原理的器件?為什么是ARM CortexM3，而不是M0、M4? 還有，超聲波水表這種創(chuàng)新產(chǎn)品形式是否到了大規(guī)模商用階段呢?本文將介紹TDC-GP22在智能超聲波水表中起到何種關(guān)鍵作用，ARM CortexM3 MCU如何在超低功耗突破方面再助一臂之力?

　　超聲波水表概述

　　當(dāng)智能電表在電力系統(tǒng)中如火如荼地發(fā)展時，水表也在朝智能化、全電子化的方向快速發(fā)展。這一方面因為全球水資源的短缺迫使政府重視節(jié)水和水量控制，另一方面也源于現(xiàn)代工業(yè)技術(shù)的成熟發(fā)展使得智能水表的實現(xiàn)成為可能。能滿足階梯計價的智能式水表將會成為建設(shè)節(jié)水型社會一大利器!

　　水表技術(shù)的創(chuàng)新發(fā)展是實現(xiàn)用水智能測量的重要武器。超聲波水表是采用超聲波時差原理，采用工業(yè)級電子元器件制造而成的全電子水表。這種超聲波測量是利用一對超聲波換能器相向交替(或同時)收發(fā)超聲波，通過檢測超聲波在介質(zhì)中的順流和逆流傳播時間差來間接測量流體的流速，再通過流速來計算流量。

　　與傳統(tǒng)機械式水表相比較，超聲波水表精度高、可靠性好、量程比寬、壽命長、無活動部件、任意角度安裝、更換非常靈活等重要優(yōu)勢：

　　♦ 精度高：測量的分辨率高;
　　♦ 可靠性好：超聲波回波測量穩(wěn)定可靠;
　　♦ 量程比寬：始動流量非常小(< 2 L/h)，微小變化可以獲知;
　　♦ 壽命長：盡管測量速度很快，但可以擁有非常長的使用壽命;
　　♦ 無活動部件：不影響流體特性，測量性能更加優(yōu)越;
　　♦ 更換非常靈活：更換非常簡單，無需斷管網(wǎng)。

　　有研究數(shù)據(jù)顯示，在歐洲以及世界一些地區(qū)：大口徑工業(yè)水表和小口徑民用水表，都已經(jīng)開始朝超聲波方向發(fā)展。歐洲一些著名的表計公司在歐洲的項目開發(fā)工作中已經(jīng)開始或者已經(jīng)量產(chǎn)，超聲波水表潛力巨大(市場潛力：>10Mio./年)。

　　在中國，超聲波測量方式已經(jīng)在熱量表和流量計當(dāng)中得到普遍的應(yīng)用和驗證。由于超聲波方式的優(yōu)勢，以及測量超聲波電路的不斷發(fā)展和完善，智能水表也將向這種方式發(fā)展。國家住建部標(biāo)準(zhǔn)定額司相關(guān)單位委托行業(yè)領(lǐng)軍企業(yè)牽頭組織起草的“超聲波水表”國家標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)基本完成。

　　超聲波水表關(guān)鍵技術(shù)

　　關(guān)鍵部件——TDC-GP22

　　德國Acam公司的測量芯片在超聲波測量上已得到普遍認(rèn)可和采用。回到文章開頭提到的時間數(shù)字轉(zhuǎn)換器TDC-GP22，它是Acam公司利用純數(shù)字化CMOS 技術(shù)生產(chǎn)的時間數(shù)字轉(zhuǎn)換器，能將時間間隔的測量量化到22ps 的精度，可以說天生就肩負(fù)了推動智能超聲波技術(shù)變革的使命。