超聲波熱測(cè)量芯片TDC核的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn).pdf

1、傳統(tǒng)的供熱收費(fèi)體制智能化程度低,不能根據(jù)用戶要求自行調(diào)節(jié)供暖時(shí)間和溫度,造成能源浪費(fèi)。供熱收費(fèi)體制將會(huì)逐步過(guò)渡到熱能計(jì)量收費(fèi),以滿足我國(guó)創(chuàng)建節(jié)約型社會(huì)的要求。
　　 本文針對(duì)目前熱量表的發(fā)展現(xiàn)狀,研究并提出了適合我國(guó)實(shí)際需要的基于超聲波傳感技術(shù)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(shí)間間隔測(cè)量方法來(lái)完成對(duì)超聲波傳播時(shí)差的測(cè)量,這種方法采用時(shí)間數(shù)字轉(zhuǎn)換結(jié)合計(jì)數(shù)器來(lái)測(cè)量時(shí)間間隔,在保證了測(cè)量的高分辨率和高精度的同

2、時(shí)也擴(kuò)大了測(cè)量范圍,大大降低了系統(tǒng)功耗。
　　 在該時(shí)間間隔測(cè)量方法中,被測(cè)時(shí)間間隔分為兩部分,即與時(shí)鐘同步部分和與時(shí)鐘不同步部分。我們采用基于時(shí)鐘的粗計(jì)數(shù)器來(lái)量化被測(cè)時(shí)間間隔中與時(shí)鐘同步的部分;采用基于門延時(shí)的精細(xì)計(jì)數(shù)來(lái)量化被測(cè)時(shí)間間隔中與時(shí)鐘不同步的部分,這樣時(shí)間量就被轉(zhuǎn)換成了數(shù)字量。
　　 本文在對(duì)超聲波熱量測(cè)量工作原理進(jìn)行深入研究的基礎(chǔ)上,根據(jù)超聲波熱量表的應(yīng)用要求,對(duì)TDC核進(jìn)行了功能定義與模塊劃分,給出了關(guān)鍵

3、模塊的具體設(shè)計(jì)以及仿真結(jié)果;針對(duì)環(huán)形延時(shí)鏈RDL(Ring-Delay-Line)部分,在FPGA原型實(shí)現(xiàn)過(guò)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(shí)現(xiàn)流程對(duì)設(shè)計(jì)進(jìn)行了仿真、綜合、布局布線和時(shí)序仿真,在保證功能仿真和時(shí)序仿真正確的前提下進(jìn)入ASIC設(shè)計(jì)流程,用Synopsys公司的DesignCompiler對(duì)TDC核進(jìn)行了綜合與時(shí)序分析,所得的結(jié)果完全符合要求;本文還對(duì)TDC核進(jìn)行了DF