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  • TDC1000 液位センシング、流量センシング、濃度センシング、近接センシング・アプリケーション用の超音波センシング・アナログ・フロント・エンド (AFE)

    • JAJSPS5C October   2014  – February 2023 TDC1000

      PRODUCTION DATA  

  • CONTENTS
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  • TDC1000 液位センシング、流量センシング、濃度センシング、近接センシング・アプリケーション用の超音波センシング・アナログ・フロント・エンド (AFE)
  1. 1 特長
  2. 2 アプリケーション
  3. 3 概要
  4. 4 改訂履歴
  5. 5 ピン構成および機能
  6. 6 仕様
    1. 6.1 絶対最大定格
    2. 6.2 ESD 定格
    3. 6.3 推奨動作条件
    4. 6.4 熱に関する情報 #GUID-85677192-3B04-4958-89B0-56EA7EB89E00/APPNOTE_SPRA953
    5. 6.5 電気的特性
    6. 6.6 タイミング要件
    7. 6.7 スイッチング特性
    8. 6.8 代表的特性
  7. 7 パラメータ測定情報
  8. 8 詳細説明
    1. 8.1 概要
    2. 8.2 機能ブロック図
    3. 8.3 機能説明
      1. 8.3.1 トランスミッタの信号パス
      2. 8.3.2 レシーバ信号パス
      3. 8.3.3 低ノイズ・アンプ (LNA)
      4. 8.3.4 プログラマブル・ゲイン・アンプ (PGA)
      5. 8.3.5 レシーバ・フィルタ
      6. 8.3.6 STOP パルス生成用のコンパレータ
        1. 8.3.6.1 スレッショルド検出器と DAC
        2. 8.3.6.2 ゼロクロス検出コンパレータ
        3. 8.3.6.3 イベント・マネージャ
      7. 8.3.7 同相バッファ (VCOM)
      8. 8.3.8 温度センサ
        1. 8.3.8.1 複数の RTD による温度測定
        2. 8.3.8.2 単一の RTD による温度測定
    4. 8.4 デバイスの機能モード
      1. 8.4.1 TOF 測定モード
        1. 8.4.1.1 モード 0
        2. 8.4.1.2 モード 1
        3. 8.4.1.3 モード 2
      2. 8.4.2 ステート・マシン
      3. 8.4.3 送信動作
        1. 8.4.3.1 送信パルスのカウント
        2. 8.4.3.2 TX の 180°パルス・シフト
        3. 8.4.3.3 トランスミッタのダンピング
      4. 8.4.4 RECEIVE 動作
        1. 8.4.4.1 シングル・エコー受信モード
        2. 8.4.4.2 マルチ・エコー受信モード
      5. 8.4.5 タイミング
        1. 8.4.5.1 タイミング制御と周波数スケーリング (CLKIN)
        2. 8.4.5.2 TX/RX 測定のシーケンスとタイミング
      6. 8.4.6 TOF (飛行時間) 制御
        1. 8.4.6.1 短い TOF 測定
        2. 8.4.6.2 標準 TOF 測定
        3. 8.4.6.3 パワー・ブランキングを使用する標準 TOF 測定
        4. 8.4.6.4 同相リファレンス電圧のセトリング・タイム
        5. 8.4.6.5 TOF 測定のインターバル
      7. 8.4.7 平均化とチャネル選択
      8. 8.4.8 エラー報告
    5. 8.5 プログラミング
      1. 8.5.1 シリアル・ペリフェラル・インターフェイス (SPI)
        1. 8.5.1.1 チップ・セレクト・バー (CSB)
        2. 8.5.1.2 シリアル・クロック (SCLK)
        3. 8.5.1.3 シリアル・データ入力 (SDI)
        4. 8.5.1.4 シリアル・データ出力 (SDO)
    6. 8.6 レジスタ・マップ
  9. 9 アプリケーションと実装
    1. 9.1 アプリケーション情報
    2. 9.2 代表的なアプリケーション
      1. 9.2.1 液位と液体の識別の測定
        1. 9.2.1.1 設計要件
        2. 9.2.1.2 詳細な設計手順
          1. 9.2.1.2.1 液位測定
          2. 9.2.1.2.2 液体識別
        3. 9.2.1.3 アプリケーション曲線
      2. 9.2.2 水流量測定
        1. 9.2.2.1 設計要件
        2. 9.2.2.2 詳細な設計手順
          1. 9.2.2.2.1 規制と精度
          2. 9.2.2.2.2 超音波流量計での伝搬時間差方式
          3. 9.2.2.2.3 ΔTOF の精度要件の計算
          4. 9.2.2.2.4 動作
        3. 9.2.2.3 アプリケーション曲線
    3. 9.3 電源に関する推奨事項
    4. 9.4 レイアウト
      1. 9.4.1 レイアウトのガイドライン
      2. 9.4.2 レイアウト例
  10. 10デバイスおよびドキュメントのサポート
    1. 10.1 デバイスのサポート
      1. 10.1.1 開発サポート
    2. 10.2 ドキュメントの更新通知を受け取る方法
    3. 10.3 サポート・リソース
    4. 10.4 商標
    5. 10.5 静電気放電に関する注意事項
    6. 10.6 用語集
  11. 11メカニカル、パッケージ、および注文情報
  12. 重要なお知らせ
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DATA SHEET

TDC1000 液位センシング、流量センシング、濃度センシング、近接センシング・アプリケーション用の超音波センシング・アナログ・フロント・エンド (AFE)

このリソースの元の言語は英語です。 翻訳は概要を便宜的に提供するもので、自動化ツール (機械翻訳) を使用していることがあり、TI では翻訳の正確性および妥当性につきましては一切保証いたしません。 実際の設計などの前には、ti.com で必ず最新の英語版をご参照くださいますようお願いいたします。

1 特長

  • 測定範囲：最大 8ms
  • 動作電流：1.8μA (2SPS)
  • トランスミッタ・チャネル TX1/TX2：
    • シングルまたはデュアル・トランスデューサのアプリケーションをサポート
    • 励起をプログラム可能：31.25kHz～4MHz、最大 31 パルス
  • レシーバ・チャネル RX1/RX2：
    • STOP のサイクル間ジッタ：50psRMS
    • 低ノイズでプログラマブルなゲイン・アンプ
    • 外部フィルタ設計で信号チェーンにアクセス
    • エコー認定用のプログラマブルなスレッショルド・コンパレータ
    • 差動飛行時間 (TOF) 測定用の自動チャネル交換
    • 長い TOF を測定するために低消費電力モードをプログラム可能
  • 温度測定
    • 2 つの PT1000/500 RTD と接続
    • RTD から RTD へのマッチング精度：0.02℃RMS
  • 動作温度範囲：-40℃～125℃

2 アプリケーション

  • 各種材料のタンクによる測定：
    • 液位
    • 液体の識別 / 濃度の判定
  • 流量測定：水、ガス、熱
  • 長距離 / 近接検出

3 概要

TDC1000 は、車載用、産業用、コンシューマ市場で一般的に使用されている液位、液体の識別 / 濃度判定、近接 / 長距離アプリケーションの、超音波センシング測定用の完全統合型アナログ・フロントエンド (AFE) です。MSP430/C2000 マイコン (MCU) の電力、ワイヤレス機能、ソース・コードと組み合わせると、包括的な超音波センシング・ソリューションを実現できます。

テキサス・インスツルメンツの超音波 AFE には、広い範囲のアプリケーションと最終製品に対応できるプログラマビリティとフレキシビリティがあります。TDC1000 は、複数の送信パルスと周波数、ゲイン、信号スレッショルドを構成でき、広範囲のトランスデューサ周波数 (31.25kHz～4MHz) および Q 値で使用できます。同様に、受信パスをプログラムできるため、より広範な距離 / タンク・サイズと、各種の媒体を通して超音波を検出できます。

TDC1000 は各種の動作モードを選択できるため、
バッテリ動作の流量計用の低消費電力、
液位の計測、長距離 / 近接測定に合わせて最適化できます。低ノイズのアンプとコンパレータにより、非常に小さいジッタ、ピコ秒単位の分解能と精度を実現し、0 または非常に小さい流量の測定が可能になります。

パッケージ情報(1)
部品番号パッケージ本体サイズ (公称)
TDC1000TSSOP (28)9.70mm × 4.40mm
(1) 利用可能なパッケージについては、このデータシートの末尾にある注文情報を参照してください。
GUID-1F7D9B72-00C7-4EB0-9EAC-97414B63ED92-low.png超音波センシング・アナログ・フロント・エンド (AFE) の例

4 改訂履歴

Changes from Revision B (August 2015) to Revision C (February 2023)

  • TDC1000-Q1 車載用部品を別のデータシート (SNAS854) に移動Go
  • 文書全体にわたって表、図、相互参照の採番方法を更新Go
  • SPI に言及している箇所では、すべての従来の用語をコントローラおよびペリフェラルに変更Go
  • 表のタイトルを「製品情報」から「パッケージ情報」に変更Go
  • 「電源に関する推奨事項」および「レイアウト」セクションを「アプリケーションと実装」セクションに移動Go

Changes from Revision A (December 2014) to Revision B (August 2015)

  • ドキュメント全体を通して PW パッケージの命名規則を追加Go
  • 図 8-21、マルチ・エコー受信モード (拡大) で、プログラムされるスレッショルドを変更Go
  • START 時間の説明にトリガを追加Go
  • 図 8-23、「短い TOF 測定」の注を変更Go
  • 図 8-24、「標準 TOF 測定」の注 A を変更Go
  • 図 8-25、「ブランキングがイネーブルな標準 TOF 測定」の注 A を変更Go
  • 式 9、「下流の TOF」を変更Go

Changes from Revision * (October 2014) to Revision A (December 2014)

  • 「ピン構成および機能」セクション、「仕様」セクション、「パラメータ測定情報」セクション、「詳細説明」セクション、「アプリケーションと実装」セクション、「電源に関する推奨事項」セクション、「レイアウト」セクションを追加Go
  • 「デバイスおよびドキュメントのサポート」セクションを変更Go

5 ピン構成および機能


GUID-20230201-CA0I-P25Z-SQB6-M0MWQNTGWB7H-low.svg
図 5-1 PW パッケージ28 ピン TSSOP上面図
表 5-1 ピン機能
ピン タイプ(1) 説明
名称 番号
CHSEL 11 I 外付けチャネルの選択
CLKIN 25 I クロック入力
COMPIN 7 I エコー認定とゼロクロス検出器入力
CSB 19 I SPI インターフェイスのチップ・セレクト (アクティブ Low)
EN 15 I イネーブル (アクティブ High、Low のとき TDC1000 はスリープ・モード)
ERRB 12 O エラー・フラグ (オープン・ドレイン)
GND 26 G 負電源
LNAOUT 4 O 低ノイズ・アンプの出力 (AC デカップリング・コンデンサ用)
PGAIN 5 I プログラマブル・ゲイン・アンプの入力
PGAOUT 6 O プログラマブル・ゲイン・アンプの出力
リセット 17 I リセット (アクティブ High)
RREF 10 O 温度測定用のリファレンス抵抗
RTD1 8 O 抵抗温度検出器チャネル 1
RTD2 9 O 抵抗温度検出器チャネル 2
RX1 1 I 受信入力 1
RX2 2 I 受信入力 2
SCLK 18 I SPI インターフェイスのシリアル・クロック
SDI 20 I SPI インターフェイスのシリアル・データ入力
SDO 21 O SPI インターフェイスのシリアル・データ出力
START 13 O START パルスの出力
STOP 14 O STOP パルスの出力
TRIGGER 16 I トリガ入力
TX1 28 O 送信出力 1
TX2 27 O 送信出力 2
VCOM 3 P 出力同相電圧バイアス
VDD(2) 23、24 P 正電源。すべての VDD 電源ピンは電源に接続する必要があります。
VIO 22 P 正の I/O 電源
(1) G = グランド、I = 入力、O = 出力、P = 電源
(2) ピンから最も近い場所のグランドとの間に 100nF のバイパス・コンデンサを配置します

6 仕様

 
Texas Instruments

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