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超声波传感器芯片解决筹划_超声波_计划

少女玫瑰心 2025-01-10 06:46:22 0

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超声波传感器的组成提及来也没有那么繁芜,发送器和换能器构成发送部分,放大电路和换能器构成吸收部分,然后结合掌握部分与电源部分就能完成传感器大致的功能。
在这些组成部分里,超声波的掌握用高档单片机就可以实现。
在声波发生器中单片机作为全体电路的主控芯片运行,合营D/A转换器和IGBT功率模块来实现脉宽调制。
可以看到普通的单片机已经可以基本完成超声波掌握。
这只是基本实现了掌握,可能对付某些高频电路哀求而言,普通单片机的处理速率还是会有些慢。

普通的MCU既然不能完备知足需求,那该怎么办呢?先看看TI的MSP430系列,MSP430系列专门针对超声波运用做了加强。
MSP430系列MCU,特殊是个中的MSP430FR604x和MSP430FR504x系列,给超声波传感供应了一种低本钱的单芯片办理方案。
这个系列具有集成的超声波传感仿照前端,易于利用且可灵巧用于开拓各种运用。
其独特的波形捕获技能与高速ADC可以实现低功耗的高精度丈量。

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(TI)

以MSP430FR5043为例,该器件专为超声波水表、热量计和燃气表而设计。
在全体针对超声波运用的器件里,都集成了超声波传感办理方案(USS_A)模块,可针对多种流速供应高精度丈量。
USS_A高度集成,须要的外部组件极少,因而有助于实现超低功耗计量并降落系统本钱。

USS_A模块席卷了可编程脉冲发生器(PPG)和具有低阻抗输出驱动器的物理接口(PHY),尽可能做到最佳的传感器勉励和准确的阻抗匹配效果,从而在零流量漂移 (ZFD) 方面达到最佳。

为了实现精确的旗子暗记采集,USS_A模块里还集成了可编程增益放大器(PGA)和高速12位 8Msps Σ-Δ ADC。
在水为介质的环境中,该器件的差分翱翔韶光精度为±12.5ps,在500:1的宽动态范围内精度为±1%。
在气体介质中,差分翱翔韶光精度为±250ps,同时可在流速高达12000升/小时的条件下实现±1%的精度,具有200:1的宽动态范围。

MSP430FR5043器件采取低功耗加速器(LEA),实现了基于高速ADC的旗子暗记采集以及后续优化数字旗子暗记处理,为电池供电型计量供应了一款超低功耗、高精度的计量办理方案运用。
这种整体功耗超低MSP系统架构,能使全体超声波传感器系统降落能耗的同时提升性能。

ADI没有像TI那样做针对超声波运用的全体掌握器功能集成,采取了分立式的办理方案。
虽然不是打包成一块芯片,但是针对每一项运用,每颗器件都可谓功能强大。

(ADI)

从发射端,ADI就给出了基于AD9106的四通道方案,通过这款四通道,180MSPS的12位任意波形发生器,精确掌握发射旗子暗记来增强流量计性能,同时该配置还可以节省大量流量计空间。

在吸收前端上,AFE选用了高集成的八通道AD9670,可以大幅提升性能。
VGA上则有着AD3388和AD8332两个选项。
第一个能供应最高的动态范围,第二个可以做到最低的噪声。
可以根据实际需求酌情选择。

DAC上则选取了AD5681R这款单通道的12位精密DAC,该DAC集成了基准电压,是一个不错的小尺寸方案。
温度传感器选取了常见的全集成式数字温度传感器,既大略又精确,用于温度补偿再得当不过。

处理器利用了400MHz的ADS9-BF70x,该DSP自带1MB的SRAM,片内还内置了加密加速器,是一款支持多种工业接口的处理器。
给出这种方案还有一种考量该当是看中了该款DSP 400MHz时小于100mW的功耗,从传感器内部开始降落功耗并降落流量计的自热。

从这些分立的器件搭配上不丢脸出ADI对付超声波运用很看重低功耗,同时对空间的严格把控也可见一斑。
在每一个器件的选取上不仅考虑到了高精度,还都尽可能在尺寸上做减法。

不论是全集成式的芯片办理方案还是分立式的方案,都尽可能往低功耗和低本钱在做。
ADI虽然没有将这些分立器件整合成SoC,但从方案中尽可能减小尺寸的做法也能看到超声波传感芯片小型化的发展方向。

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