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[参考译文] TDC1000-C2000EVM:无论收发器距离如何、ToF 测量常数

Guru**** 2539500 points
Other Parts Discussed in Thread: TDC1000, TDC1000-C2000EVM, TUSS4470, MSP430FR6047

请注意,本文内容源自机器翻译,可能存在语法或其它翻译错误,仅供参考。如需获取准确内容,请参阅链接中的英语原文或自行翻译。

https://e2e.ti.com/support/sensors-group/sensors/f/sensors-forum/1286519/tdc1000-c2000evm-tof-measurement-constant-regardless-of-transceiver-distance

器件型号:TDC1000-C2000EVM
主题中讨论的其他器件:TDC1000TUSS4470MSP430FR6047

您好!

我正在使用 TDC1000-C2000EVM 来评估 TDC1000。 我们的最终目标是将其用于水的体积(从容器顶部向下)和/或流量测量。 我们正在使用的收发器是1MHz 收发器-来自 Unictron 的 H2KMPYA1000600。  在进行更具针对性的实验之前、我要确保可以运行并了解电路板和 GUI 的工作原理。 我将遇到这样一个问题、即无论我将超声波收发器放置在离表面多远的位置、GUI 中的 ToF 读数都始终为~38.5us。 我可以将收发器指向天花板或直接指向桌面、而 ToF 不会改变。

这是我在示波器上看到的结果。 黄色是开始信号、粉色是停止信号、绿色是 TX1上的信号、蓝色是 COMPIN 缓冲器。

以下是当前设置的设置。  

我已尝试将自动置零周期设置为512xT0或64us、以避免来自 TX 的所有振铃、但之后从未在任何距离收到任何振铃。 我对需要进行哪些更改才能正确看到 ToF 感到困惑。 是否有设置在某个位置错误? 希望获得任何指导以帮助推动该设计向前发展。

谢谢。

时间

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    尊敬的 Tim:

    根据您的配置、看起来您需要为自动零周期增加更多的时间。  传输回波监听时间约为36uS、因此您仍在从传输拾取振铃时立即触发 STOP。  

    其他项目。

    1.空气不是1MHz 传感器的良好介质。  在空气中信号会大幅衰减。  4个脉冲并不适合空气中的任何范围。  您可以增加脉冲数和 RX 增益、但我认为您的结果在大多数距离都很难使用。 我建议使用水作为介质将传感器安装到容器的底部、如以下指南所示、以获得更好的结果。

    https://www.ti.com/lit/an/snaa266a/snaa266a.pdf   

    2.我们不建议将 TDC1000用于流量测量应用、因为存在第一个过零可能丢失并且直到下一个过零才触发的问题、这会导致流速测量出现误差。  这不会影响液位感测用例。    

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    1.遗憾的是,我们只能将换能器安装在顶部。 我们将研究一些较低频率的选项、并修改评估板以使用它们。

    2.我曾提到这一点,但同时,对读数取平均值可以帮助缓解这种情况。 这可能导致多大的误差? 我们的用例不需要过高的精度。 根据错误的大小、我们还可以实现一个软件来检测错误读取并将其忽略。

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    TIM:

    我目前正在使用200kHz 换能器和 TUSS4470对安装在容器顶部的换能器进行一些测试。  我可以在接下来的几天内获得一些结果时在这里向您提供最新信息。   

    请参阅下面的帖子。  该问题出现在零流速或低流速时、可能会错过第一次停止、导致 ToF 误差逐周期关闭、因此频率也会影响误差。  如果您不能在低流速下运行、这对于您的应用来说是可以接受的、可以求平均值并检测/消除误差。   

    (+) TDC1000:如何在流量计应用中使用 TDC1000和 TDC7200提高流量测量精度-传感器论坛-传感器- TI E2E 支持论坛

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    尊敬的 Eddie:

    我们将使用低流量、因此我们将查看流量的替代部件。

    对于液位感应、我已经将板修改为使用我们手头的58kHz 换能器、以及接收端的16.9kHz 至338.6kHz 带通滤波器。 我仍然看到一些明显的振铃、它在监听时间开始时立即被拾起、甚至降到1毫秒。 这似乎是传感器(CuSa-TR50-05-2000-W68)的问题、因为我看到它的最小距离为25cm。 为了解决这个问题、我尝试在模式1中使用单独的 Tx 和 Rx 传感器、在 Tx1上进行传输、在 Rx1上进行接收。 由于 Tx 和 Rx 线不再连接在一起、这是否有助于处理发送振铃问题?

    我仍然会看到、无论两个换能器之间的距离有多远、聆听开始时会立即停止触发、即使两只脚分开且朝向相反的方向也是如此。 这两者之间是否会出现串扰问题?

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    TIM:

    对于低流速、我推荐使用 MSP430FR6047。   

    是的、使用两个换能器会 缩短 RX 上看到的振铃长度并降低振幅、但您仍会看到器件内部串扰产生一些振铃。  也可以使用较少的脉冲数来帮助减少振铃。  为了真正消除 RX 上的振铃、您需要使用2个单独的 TDC 器件。   

    58kHz 可能具有较低的传感器频率、具体取决于您的最小/最大距离和分辨率要求。  100kHz 至400kHz 的振铃周期更短、测量分辨率更高、但最大距离更小。  我目前正在使用 TUSS4470使用 SMATR200H19XDA 200kHz 传感器进行测试。  对于该换能器、Ringdown 大约为200us。  下图显示了激励脉冲和振铃。   

       

     立即断言可能是串扰。  您能否演示如何连接换能器?   

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    我们的最大距离为20-25cm。我们的目标最小值尽可能接近0cm。

    对于换能器连接、我们焊接了一些直接插入 TDC1000-C2000EVM 的跳线电缆。  

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    谢谢 Tim。  您还能否用 COMPIN 信号和 STOP 信号来展示示波器快照?  为 VCOM 和设置的阈值水平放置标记也很有用、类似于下图。  阈值的设置参考 VCOM。  我希望确保不存在有效的阈值交叉。  如果存在有效的交叉、您可能只需要更改阈值配置。

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    便表明它正在超过设置的阈值。 我可以增大阈值、但始终未收到接收信号。 在测试期间的某个点、我断开了 Tx 传感器连接、并且仍然看到相同的接收信号、因此我不确定接收信号来自哪里。 不过、它肯定不是来自 Tx 信号。

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    TIM:

    根据所使用的模式,您可能需要以不同的方式配置硬件。  在下面的原理图中、您将看到 TX1还通过 R81连接到 RX2、TX2也通过 R80连接到 RX1。  使用的模式和相应 TX/RX 信号如数据表的第8.4节及下文所示。  如果您的运行模式需要、可以移除 R80和 R81 0欧姆电阻器。