超聲波熱測量芯片TDC核的設計與實現.pdf

1、傳統(tǒng)的供熱收費體制智能化程度低,不能根據用戶要求自行調節(jié)供暖時間和溫度,造成能源浪費。供熱收費體制將會逐步過渡到熱能計量收費,以滿足我國創(chuàng)建節(jié)約型社會的要求。
　　 本文針對目前熱量表的發(fā)展現狀,研究并提出了適合我國實際需要的基于超聲波傳感技術的熱量表。首先闡述了超聲波熱量表的原理,然后研究了一種新的時間間隔測量方法來完成對超聲波傳播時差的測量,這種方法采用時間數字轉換結合計數器來測量時間間隔,在保證了測量的高分辨率和高精度的同

2、時也擴大了測量范圍,大大降低了系統(tǒng)功耗。
　　 在該時間間隔測量方法中,被測時間間隔分為兩部分,即與時鐘同步部分和與時鐘不同步部分。我們采用基于時鐘的粗計數器來量化被測時間間隔中與時鐘同步的部分;采用基于門延時的精細計數來量化被測時間間隔中與時鐘不同步的部分,這樣時間量就被轉換成了數字量。
　　 本文在對超聲波熱量測量工作原理進行深入研究的基礎上,根據超聲波熱量表的應用要求,對TDC核進行了功能定義與模塊劃分,給出了關鍵

3、模塊的具體設計以及仿真結果;針對環(huán)形延時鏈RDL(Ring-Delay-Line)部分,在FPGA原型實現過程中,使用Xilinx公司提供的手工布局布線工具FPGA Editor;遵照FPGA原型實現流程對設計進行了仿真、綜合、布局布線和時序仿真,在保證功能仿真和時序仿真正確的前提下進入ASIC設計流程,用Synopsys公司的DesignCompiler對TDC核進行了綜合與時序分析,所得的結果完全符合要求;本文還對TDC核進行了DF