超聲波流量計芯片的原理探討 四十
3.3.3測時控制電路設計
超聲波流量計測時電路的起始信號由同步電路同步后,測時開始,MCU開始計數,當檢測到STOP信號后,測時停止。準確捕捉STOP信號,是能否精確測量時間的關鍵。由換能器接收到的波形,一般采用過零比較法或閾值比較法,采樣接收信號轉換成脈沖信號,即STOP信號。
測時電路是取STOP信號的三個跳變沿,通過測量的傳播時間t1,t2,t3,得到兩個相鄰STOP脈沖的寬度,通過判斷是否是有效的STOP信號,由此來確定測時的停止點。利用控制電路,檢測到STOP信號,就啟動測時電容充電,每次充電至時鐘脈沖的下一個上升沿到來為止,STOP信號三個脈沖依次對三個不同的測時電容充電,由三個充電電容的充電電壓來獲得STOP三個沿的時間點。STOP測時停止信號與CLK結合,按照設計的要求,每個STOP脈沖給一個測時電容充電,測時電容CO、C1、C2的狀態依次由指示位TO、T1、T2表示并給MCU檢測控制電路。電容處于充電時,指示位為低電平,否則為高電平。這部分電路主要由D觸發器與開關電路組成,由于每個電容的充電都是按照嚴格的邏輯控制的,因此這部分電路不僅電路設計上要對稱,使每個脈沖到達的時間相同,不會造成誤操作,在版圖的設計也要嚴格對稱,版圖的設計在第四章介紹。