[参考译文] TDC1000：就如何构建液体识别器件寻求建议。

您好，Divraj，

不用担心、如果有任何混淆、我可以帮您澄清。

不能确定所接收信号的相位变化意味着什么、TUSS4470确实提供传感器接收到的信号的模拟数据、但您得到的信息是被过滤和放大的信号的包络。 您是否正在尝试确定传输时与接收时是否存在频率偏移？

此致！

Isaac

嘿、Isaac、

如下图所示的相移。 红线是我通过液体发送的信号、蓝色是从另一侧接收的信号。

然后计算角度变化。

您好，Divraj，

这无法与 TUSS4470实现。 回波与换能器传输的回波有显著差异。 请注意、用于激励传感器的信号将会在传感器上机械地产生振动以生成脉冲。 然后、脉冲依次到达目标、然后返回、接收到的信号会大幅衰减、并且必须通过一些滤波器来消除噪声。 由于传感器产生的信号本质上是未知的、并且返回的信号非常小、一旦进行放大和滤波、由于对器件进行滤波、相位会发生额外的相位变化。

此致！

Isaac

嘿、Issac、如果我们使用了两个不同的换能器(一个用于接收、一个用于发送)会怎么样

嗨、Divraj、

您可以在 TUSS4470 EVM 中使用两个换能器。 在激励期间、传感器的输入将仅是方波。

虽然接收到的回波可能很小、无法在没有任何额外增益或滤波的情况下进行检测、但 TUSS4470的 VOUT 引脚如下所示：

接近0的初始峰值是传感器激励、而大约14ms 的第二个峰值是回波。 如果使用两个传感器、则接近0的初始峰值将显著降低、因为 RX 传感器不是直接饱和的。 如果您要直接探测 RX 数据、可能会加载换能器以消除信号、并且可能很难看到数据。 如果您能够看到数据、那么您应该会看到实际的波形。

我仍在尝试了解在您的系统中获取相位角的优势有多大。 您是否试图通过这种方法以某种方式获得 ToF？

此致！

Isaac

我的想法是使用相移更准确地测量液体中的声速、以适应我正在使用的范围(小于10cm)。  您是否建议将 TUSS4470用于 ToF？ 想知道如何确保它能够提供正确的分辨率(+- 2m/s)？ 是否可以使用数据表中提供的值来计算此值？

从您的初始回复中可以看出、只是查找频率非常稳定的晶体振荡器的情况吗？ (即极低+-ppm)

您好，Divraj，

可以使用相位角、但老实说、我之前没有见过任何人尝试这种测量方法。 或许是因为这种方法可能存在一些挑战或限制。  

TUSS4470可以用于10cm 处的 ToF。 通常、我们会看到 TDC1000用于您列出的规格、因为它的范围非常小(10cm)、我们推荐 TDC1000用于液体基应用、但 TUSS4470也可能是合适的器件。 如果距离较大、我通常会推荐 TUSS4470、因为它具有更好的动态范围和产生大脉冲的能力。

传感器的分辨率基于频率、通常以米为单位、因此您需要具有足够高的频率才能获得适合的分辨率、您需要使用1MHz 或更高频率的传感器。 我想您需要的是精度、高于我确定的精度需要~+/- 40ns 的精度才能保持在+/- 2m/s 的要求范围内。 有关时钟的注释主要基于 TDC1000或是否使用 TUSS4470上的数字输出引脚。

现在、我们并不能在数据表中实际指定您的测量精度、因为它取决于其他外部因素。 由于 TDC1000不向用户提供 ToF、而是仅提供信号来计算 ToF、因此您必须确保拥有合适的工具来获得 ToF。 这意味着您的计时器需要能够提供具有系统所需精度的良好计时器时钟。 因此、它是 MCU 或 TDC7200等外部计时器。 如前所述、您的系统可以承受的最大差异是40ns、如果它的时间不能超过40ns、则您的系统将无法进行所需的测量、那么您的精度将始终低于。  需要考虑的其他因素是温度、因为这可能会对介质中的声速产生影响。 声音的速度可能在不同的温度下发生变化、因此将温度考虑到计算中可为计算提供更好的稳定性并获得更准确的 ToF。

以下文档可帮助您了解使用超声波传感器进行液体识别的相关信息： https://www.ti.com/lit/an/snaa265/snaa265.pd

此致！

Isaac