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测量仪表相关技术文章基于TDC-GP1型电路实现声速测量仪的设计

1、 引言

传声介质的声速测量在声学检测中具有重要意义。如何更准确地测量介质的声速在声学技术领域一直是人们比较关心的问题。超声测距设备的测量精度、无损检测中的材料厚度测量准确度等.都与介质的声速测量准确度有关。要想比较准确地测量介质的声速,其关键就是准确地测量时间。因为根据声速计算公式c=L/△t可知,L是已知的,△t的准确程度将直接关系到声速测量的精度。

以ACAM公司推出的TDC-GP1型电路作为测时工具,它能将结果精确到ps,单从时间测量精度来看,该电路可以满足高精度声速测量要求。

2、 TDC-GPl的结构特性

随着半导体技术的发展,高精度时间间隔测量电路和系统的设计与生产成为可能。TDC-GPI是德国ACAM公司研发的高精度时间间隔测量电路,可提供双通道250 ps或单通道125 ps分辨率的时间间隔测量。TDC-GPl采用O.8 μm CMOS工艺,是一种通用高精度时间数字转换器,实际分辨率为30ps~300 ps。

TDC-GPl采用44引脚TQFP型封装,内含寄存器、TDC测量单元、RLC测量单元、16位算术逻辑单元、8位处理器接口单元等主要功能模块。根据不同的应用需要对寄存器进行设置,使其工作在不同工作模式下。TDC-GPl的引脚功能见表l。内部结构框图如图l所示。