TDC-GP21用户手册 TDC-GP21为TDC-GP2的下一代升级产品.这颗芯片提供了对于TDC-GP2的管脚完全兼容的功能,以及一些提升的特性和额外扩展的功能.内部集成的模拟元器件如比较器,模拟开关将会使外围电路的设计大大简化.同时,测量的质量也会被提高,另外测量的功耗将会被降低.脉冲发生器功能也被强化,一个32khz晶振驱动被集成进芯片,另外温度测量功能也被进一步的提升.总而言之,TDC-GP21将会非常适合设计紧密低价格的超声波热量表和流量表应用. 礎. 如果应用TDC-GP21的模拟部分,那么一个超声波热量表的典型测量功耗可以下降到2.2uA. ### TI公司M-BUS专用TDC-GP21用户手册知识点总结 #### 一、TDC-GP21概述 TDC-GP21作为TDC-GP2的升级版，保留了与前代产品的管脚兼容性，并在此基础上新增了许多优化及扩展功能。其主要目标市场是超声波热量表和流量表的应用场景，特别是那些追求紧凑型设计且成本敏感的产品。 #### 二、TDC-GP21的主要特点与优势 1. **外围电路简化**：通过内置模拟元件（如比较器和模拟开关）极大地简化了外围电路的设计。 2. **提高测量质量**：不仅简化了设计，还显著提升了测量的准确性与稳定性。 3. **降低功耗**：得益于高效的电路设计和先进的制造工艺，TDC-GP21在保持高精度的同时能够大幅降低功耗，这对于电池供电的设备尤为重要。 4. **增强的脉冲发生器**：集成了32kHz晶振驱动，使得脉冲发生器功能更加强大，能够更好地支持超声波信号的产生与检测。 5. **改进的温度测量功能**：提升了温度测量的准确性和可靠性，有助于在不同环境条件下保持稳定的性能表现。 #### 三、TDC-GP21的技术规格与参数 - **测量范围**：TDC-GP21提供两个测量范围选项，其中： - 单通道模式下，典型精度达到90皮秒(ps)。 - 在双精度模式下，精度可提高至45ps，而四精度模式下更是达到了前所未有的高精度。 - **集成的模拟组件**：包括但不限于比较器、模拟开关等，这些元件的存在大大简化了外部电路的设计难度。 - **功耗**：通过优化设计，当仅使用模拟部分时，超声波热量表的典型测量功耗可以降低到2.2微安(μA)，这对于长期运行的设备来说意义重大。 - **脉冲发生器**：内置32kHz晶振驱动，增强了脉冲发生器的功能，使其能够更好地适应各种应用场景的需求。 - **温度测量功能**：相比上一代产品，TDC-GP21的温度测量功能得到了进一步的提升，这对于保持设备在不同环境下的稳定工作至关重要。 #### 四、TDC-GP21的应用案例 TDC-GP21特别适合用于设计紧凑且成本敏感的超声波热量表和流量表。在这些应用场景中，由于空间限制和成本控制的要求较高，因此需要一种既能保证高性能又能满足低成本需求的解决方案。TDC-GP21凭借其出色的性能和低功耗特性，成为了这一领域的理想选择。 #### 五、TDC-GP21的其他功能特性 - **快速初始化**：支持快速初始化，能够在短时间内完成设备启动，提高整体系统的响应速度。 - **噪声单元**：内置噪声单元，有助于提高测量的抗干扰能力，在复杂电磁环境下保持良好的工作性能。 - **EEPROM**：集成EEPROM存储功能，方便用户保存配置信息和其他关键数据，简化了系统维护和管理流程。 - **SPI接口**：配备标准SPI接口，便于与其他微控制器或系统进行通信，增强了系统的灵活性和可扩展性。 TDC-GP21是一款专为超声波热量表和流量表等紧凑型应用设计的时间数字转换器。它不仅继承了前代产品的优良特性，还在多个方面进行了改进和创新，使其成为此类应用领域内的佼佼者。无论是从技术规格还是实际应用的角度来看，TDC-GP21都展现出了强大的竞争力和广泛的应用前景。

基于Xilinx XC7A35T开发平台的高精度时间数字转换（TDC）代码设计与实现，利用Carry4进位链实现71.4ps分辨率的TOF测距,基于Xilinx XC7A35T开发平台的高精度时间数字 Xilinx XC7A35T开发平台是赛灵思公司生产的一款高性能、低功耗的FPGA产品，广泛应用于数据采集、图像处理和通信等嵌入式系统领域。针对这一平台，本项目旨在设计和实现一套高精度时间数字转换器（Time-to-Digital Converter, TDC），以实现飞秒级分辨率的飞行时间（Time-of-Flight, TOF）测距功能。为了达到这一目标，项目采用了Carry4进位链这一先进技术，它是一种在FPGA内部使用专用的Carry链逻辑实现高速高精度计数的技术。 时间数字转换器（TDC）是测量两个事件之间时间间隔的一种设备，广泛应用于粒子物理、通信系统、激光测距以及工业自动化等领域。TDC的分辨率直接决定了测量时间间隔的精确度，因此提升TDC的分辨率一直是电子测量领域不断追求的目标。在本项目中，通过在Xilinx XC7A35T开发平台上实现TDC，成功获得了71.4ps（皮秒）的时间分辨率，显著提升了TOF测距技术的精确度。 本项目的研究成果不仅局限于高精度时间数字转换器的设计与实现，还包括了对齿轮动力学的深入分析和应用。齿轮作为机械传动系统中的关键部件，其动力学特性直接影响到整个系统的性能和寿命。项目通过分析齿轮在实际工况下的动力学行为，探讨了其在齿轮动力学研究中的应用，考虑了齿面接触变形量等因素对齿轮系统非线性动力学的影响，并结合故障诊断技术，提出了一系列齿轮动力学故障诊断和性能评估的方法。 通过在齿轮动力学复现学习中的应用，本项目力图复现和分析齿轮在实际工作环境中的动力学特性，以及这些特性对系统性能的具体影响。例如，在齿轮动力学分析的应用中，提出了基于Carry4进位链技术构建的高精度TDC，在提高时间分辨率的同时，也增强了对齿轮系统动态响应的监测能力。同时，利用石川算法对齿轮系统的动力学行为进行了探究，并结合故障诊断技术对齿轮的故障模式进行了有效识别和分析。 本项目通过在Xilinx XC7A35T开发平台上实现的高精度TDC设计与实现，不仅在硬件层面提供了一个高分辨率的时间测量工具，而且在理论和应用层面为齿轮动力学的研究提供了重要的数据支持和分析手段，为未来在精密工程和动态监测领域的发展奠定了基础。

内容概要：本文详细介绍了如何利用Xilinx Artix-7系列FPGA中的Carry4进位链实现71.4ps分辨率的时间数字转换器(TDC)，并应用于飞行时间(TOF)测距。文章首先解释了为何选用Carry4进位链进行高精度时间测量，随后展示了具体的Verilog代码实现，包括进位链的搭建、采样寄存器的设计以及跳变点检测。接着讨论了布局布线对延迟的影响及其解决方案，如锁定Carry4的位置以减少延迟波动。此外，还探讨了TOF测距的具体应用场景，包括距离计算公式的推导和实际测试结果。最后提到了一些调试过程中遇到的问题及解决办法。 适合人群：从事FPGA开发、嵌入式系统设计、时间测量技术研究的专业人士和技术爱好者。 使用场景及目标：适用于需要高精度时间测量的应用场合，如激光雷达(LiDAR)、超声波测距、工业自动化等领域。目标是提供一种低成本、低功耗且高精度的时间测量方案。 其他说明：文中提供的代码片段可以直接用于实际项目开发，但需要注意不同型号FPGA之间的差异以及环境温度等因素对测量精度的影响。

IGBT以其输入阻抗高,开关速度快,通态压降低等特性已成为当今功率半导体器件的主流器件,但在它的使用过程中,精确测量导通延迟时间,目前还存在不少困难。在介绍时间测量芯片TDC-GP2的主要功能和特性的基础上,利用其优良的特性,设计一套高精度的IGBT导通延迟时间的测量系统,所测时间间隔通过液晶显示器直接读取,是一套较为理想的测量方案。 关于IGBT（绝缘栅双极型晶体管）的导通延迟时间精确测量方法，这个问题在功率电子技术领域具有重要意义，因为IGBT作为功率半导体器件的主流选择，其开关速度、导通延迟等特性直接影响到系统性能。在某些高速、高精度的应用中，如电力变换、电机控制等，对IGBT的导通延迟时间要求非常严格。 传统的测量方法可能无法满足高精度的需求，因此，引入了时间测量芯片TDC-GP2，这是一种由德国ACAM公司研发的高精度时间间隔测量芯片。TDC-GP2以其卓越的精度、小巧的封装和适中的成本，成为了实现IGBT导通延迟时间精确测量的理想选择。该芯片内部结构包括脉冲发生器、数据处理单元、时间数字转换器、温度测量单元、时钟控制单元、配置寄存器和SPI接口，可以实现对微小时间间隔的精确捕捉和计算。 TDC-GP2的工作原理是基于内部模拟电路的传输延迟，通过START和STOP信号之间的非门传输时间来测量时间间隔。为了减小温度和电源电压变化带来的影响，芯片内置了锁相电路和标定电路，以提高测量的稳定性和精度。其分辨率高达50 ps，测量范围从2.0 ns到1.8 μs，支持上升沿或下降沿触发，并具备强大的停止信号生成功能。 测量IGBT的导通延迟时间，首先需要获取控制信号、驱动信号和导通电流信号，然后通过信号处理隔离电路输入到TDC-GP2。控制信号作为START输入，驱动信号和导通电流信号分别作为STOP1和STOP2输入。通过分析START与STOP1、START与STOP2之间的时间差，即可得到IGBT的导通延迟时间。 设计的测量系统硬件主要包括脉冲信号取样器、信号整形电路、TDC-GP2测量电路、单片机、液晶显示、电源和时钟电路。TDC-GP2的每个测量通道都有独立的使能引脚，可以根据需要选择测量通道。系统软件设计则涉及到测量单元的启动和停止逻辑，通过环形振荡器和计数器计算时间间隔，最终在液晶显示器上显示测量结果。 这种基于TDC-GP2的测量方案，相较于传统方法，具有外围器件少、电路结构简洁和功耗低的优势，对于提升IGBT导通延迟时间的测量精度和效率具有显著效果，是嵌入式开发和功率电子技术领域的一个重要进展。

基于stm32的超声波液体流量计设计.pdf 毕业设计论文

针对鼠笼式异步电机四象限运行控制问题，建立了网侧变流器和机侧变流器的数学模型，给出了网侧变流器和机侧变流器的控制方法，并分别求取了网侧和机侧控制器，网侧采用电压外环电流内环双闭环控制，机侧采用SVPWM调制的直接转矩控制。系统实现了直流母线电压稳定，网侧功率因数为1，能量双向流动，电机四象限运行及电机转速跟踪快速且准确等控制目标。

本资源包含TDC-GP22的使用手册，TDC芯片寄存器的官方配置，本人基于stm32写的TDC-GP22寄存器配置程序，TDC-GP22的接线图和一个用文档方式写的注意事项

Vivado工程，Carry4实现TDC，精度较高

该附件包含了市面上常用的TOF芯片的数据手册与参考程序，有TI的TDC7200和TDC7201,以及ACAM公司的TDC-GP22芯片。 可用于TOF激光雷达、超声水表以及其他需要精密测时的领域。

本设计通过赛灵思的XC7A35T控制Asm公司的TDC-GPX2芯片进行时间间隔测量，设计中对于寄存器配置、SPI通信以及测量脉冲模拟都有讲述，结合本人的三篇博客可以轻松实现项目设计。以下附上介绍链接： https://blog.csdn.net/qq_46284844/article/details/129242363?spm=1001.2014.3001.5501 如有朋友需要，欢迎下载。 注：该系列第三篇附有百度网盘的下载链接。