數字測量芯片PS081在太陽(yáng)能衡器和高精度數字傳感器中的應用

　　前言

　　數字測量芯片PS081的一個(gè)應用方向為太陽(yáng)能衡器。與傳統的電子衡器相比，采用acam公司的數字測量芯片PS081的太陽(yáng)能衡器方案有著(zhù)許多的競爭優(yōu)勢。由于傳統的電子衡器的競爭點(diǎn)僅僅在于價(jià)格，導致中國的衡器廠(chǎng)商為價(jià)格戰而拼盡了利潤，很多廠(chǎng)商賠本賺吆喝，僅僅是為了維持生產(chǎn)線(xiàn)的運轉。而采用PS081的太陽(yáng)能衡器方案將給客戶(hù)帶來(lái)不同的競爭優(yōu)勢——創(chuàng )新的產(chǎn)品理念、環(huán)保的產(chǎn)品內涵和極具競爭力的價(jià)格。在節能環(huán)保理念越來(lái)越深入人心的今天，誰(shuí)的產(chǎn)品更節能環(huán)保，誰(shuí)就占據了這個(gè)市場(chǎng)的主流。因此，PS081在太陽(yáng)能衡器上的方案絕對是中國衡器廠(chǎng)商的最優(yōu)選擇，也是中國衡器廠(chǎng)商的新希望。

　　數字測量芯片PS081的另一個(gè)應用方向為高精度、高性能數字傳感器。相對于生產(chǎn)技術(shù)成熟，應用廣泛的模擬傳感器來(lái)說(shuō)，數字傳感器目前還僅僅處于技術(shù)發(fā)展階段。雖然目前數字傳感器已經(jīng)可以應用標準的生產(chǎn)流程來(lái)生產(chǎn)，然而在同等的生產(chǎn)流程下，數字傳感器和模擬傳感器相比較，并沒(méi)有多大的優(yōu)勢。而采用數字測量芯片PS081的數字傳感器方案，卻能為數字傳感器帶來(lái)一個(gè)新的方向。通過(guò)全新的測量技術(shù)，來(lái)改進(jìn)現有的生產(chǎn)流程，帶來(lái)意想不到的效費比，使得無(wú)論在商業(yè)角度還是技術(shù)角度都將為數字傳感器的應用打開(kāi)一個(gè)新的篇章。

　　1、 PS081—單芯片數字測量芯片

　　如圖1所示，PS081是一款絕對完全的單芯片方案，芯片本身帶有acam公司專(zhuān)利的 24位內部集成MCU單片機，2k x 8-位的 EEprom 可擦除編程內部存儲器，3 k的 ROM 并帶有強大的軟件如 48 位乘法和除法或者2進(jìn)制到7段碼轉換等。還集成了LCD驅動(dòng)，用于電池低壓檢測的嵌入帶隙基準電壓，帶有廉價(jià)的碳阻的溫度測量端口，看門(mén)狗定時(shí)器，串行 SPI 接口等等。那么外部?jì)H需要非常少的外部原件就可以設計出高性能高精度，低功耗的衡器。

　　2、高精度時(shí)間測量原理

　　2.1 TDC—時(shí)間數字轉換器：

　　PS081芯片采用來(lái)自于德國acam公司創(chuàng )新的PICOSTRAIN測量原理，而其與其他數模芯片(A/D)最大的不同是，其內部測量是通過(guò)純數字化的TDC(時(shí)間數字轉換器)測量單元為核心來(lái)實(shí)現的。其測量原理如下：

　　TDC核心測量單元的內部是利用信號通過(guò)邏輯門(mén)的絕對時(shí)間延遲來(lái)精確量化時(shí)間間隔的。也就是說(shuō)它計算了在一定的時(shí)間間隔內有多少個(gè)反向器被通過(guò)，在被測時(shí)間間隔內信號通過(guò)了多少個(gè)反向器。上圖說(shuō)明了這種 TDC的操作原理，非常智慧的電路設計， 擔保器件和在芯片上的特殊的布線(xiàn)方法，使精確而相等的邏輯門(mén)時(shí)間延遲成為了現實(shí)。測量結果的精度非常嚴格的依賴(lài)于芯片內部的基礎邏輯門(mén)的延遲時(shí)間。 測量精度從10皮秒到 100皮秒可以通過(guò)簡(jiǎn)單的測量?jì)群艘约艾F代化的CMOS技術(shù)輕松達到。