数字测量芯片PS081在太阳能衡器和高精度数字传感器中的应用

　　前言

　　数字测量芯片PS081的一个应用方向为太阳能衡器。与传统的电子衡器相比，采用acam公司的数字测量芯片PS081的太阳能衡器方案有着许多的竞争优势。由于传统的电子衡器的竞争点仅仅在于价格，导致中国的衡器厂商为价格战而拼尽了利润，很多厂商赔本赚吆喝，仅仅是为了维持生产线的运转。而采用PS081的太阳能衡器方案将给客户带来不同的竞争优势——创新的产品理念、环保的产品内涵和极具竞争力的价格。在节能环保理念越来越深入人心的今天，谁的产品更节能环保，谁就占据了这个市场的主流。因此，PS081在太阳能衡器上的方案绝对是中国衡器厂商的最优选择，也是中国衡器厂商的新希望。

　　数字测量芯片PS081的另一个应用方向为高精度、高性能数字传感器。相对于生产技术成熟，应用广泛的模拟传感器来说，数字传感器目前还仅仅处于技术发展阶段。虽然目前数字传感器已经可以应用标准的生产流程来生产，然而在同等的生产流程下，数字传感器和模拟传感器相比较，并没有多大的优势。而采用数字测量芯片PS081的数字传感器方案，却能为数字传感器带来一个新的方向。通过全新的测量技术，来改进现有的生产流程，带来意想不到的效费比，使得无论在商业角度还是技术角度都将为数字传感器的应用打开一个新的篇章。

　　1、 PS081—单芯片数字测量芯片

　　如图1所示，PS081是一款绝对完全的单芯片方案，芯片本身带有acam公司专利的 24位内部集成MCU单片机，2k x 8-位的 EEprom 可擦除编程内部存储器，3 k的 ROM 并带有强大的软件如 48 位乘法和除法或者2进制到7段码转换等。还集成了LCD驱动，用于电池低压检测的嵌入带隙基准电压，带有廉价的碳阻的温度测量端口，看门狗定时器，串行 SPI 接口等等。那么外部仅需要非常少的外部原件就可以设计出高性能高精度，低功耗的衡器。

　　2、高精度时间测量原理

　　2.1 TDC—时间数字转换器：

　　PS081芯片采用来自于德国acam公司创新的PICOSTRAIN测量原理，而其与其他数模芯片(A/D)最大的不同是，其内部测量是通过纯数字化的TDC(时间数字转换器)测量单元为核心来实现的。其测量原理如下：

　　TDC核心测量单元的内部是利用信号通过逻辑门的绝对时间延迟来精确量化时间间隔的。也就是说它计算了在一定的时间间隔内有多少个反向器被通过，在被测时间间隔内信号通过了多少个反向器。上图说明了这种 TDC的操作原理，非常智慧的电路设计， 担保器件和在芯片上的特殊的布线方法，使精确而相等的逻辑门时间延迟成为了现实。测量结果的精度非常严格的依赖于芯片内部的基础逻辑门的延迟时间。 测量精度从10皮秒到 100皮秒可以通过简单的测量内核以及现代化的CMOS技术轻松达到。