作者 李建炜 宁夏隆基宁光外表股份有限公司(宁夏银川750021)
摘要：针对当时膜式燃气表体积大、计量精度低、机械式传动发生噪音大和传动组织易老化等缺陷，使用Maxim公司的气体流量体系级芯片MAX35104研讨规划一款超声波燃气表。MAX35104用于超声波燃气表计量的模仿前端(AFE)，具有高精度的流量丈量，支撑热敏电阻和RTD等温度传感器，TOF丈量功耗低至62Ua。选用此芯片作为流量计量的模仿前端和时差法计量原理规划的超声波燃气表能够有用的战胜形式燃气表的缺陷，完成全电子式流量计量。
关键词：超声波燃气表;MAX35104;模仿前端;时差法
0导言
传统的机械式膜腔燃气表结构杂乱且体积较大，人工抄表方法极为不方便，这些缺陷使其开展使用受到了必定的阻止[1]。电子式膜腔燃气表是在传统机械式的基础上进行半电子化改善，增加了电子计量功用、显现功用、预付费和长途抄表功用，完成了半电子化。但以上两种表计的中心计量方法均依托表内机械组织，机械磨损形成的计量准确度的影响无法防止。超声波燃气表因为其全电子组织的特色，与以往的机械表比较在机械噪音、计量精度、量程、可重复性以及寿数、保护上都有着绝对优势[2]。超声波燃气表尽管许多长处，但技术上难点较大，换能器发射的信号在气体中衰减严峻，接纳方无法有用的得到回波信号。MAX35104模仿前端处理方案内部模仿开关、可装备三级集成运算放大器、超低输入偏移比较器和主动差分飞翔时刻(TOF)丈量法，不只能够有用的处理信号衰减问题，并且完成了对气体流量的简化核算。
1MAX35104模仿前端介绍
1.1MAX35104特色
MaximMAX35104气体流量计SoC是规划用于超声波燃气表和医疗呼吸机商场的模仿前端处理方案。芯片具有以下特性：
(1)时刻丈量精度为700ps，丈量规模至400us，并选用主动差分飞翔时刻(TOF)丈量法，可简化对气体流量的核算;
(2)器材的功耗低，在飞翔时刻丈量形式下最低为62uA，在占空比测温形式下为125nA;
(3)高精度温度丈量，支撑PT500、PT1000和热敏电阻等传感器;
(4)高度集成，内置时钟，最大程度减少了元件数并降低了BOM本钱;
(5)2.3V至3.6V单电源供电;
(6)工作温度规模：-40℃至+85℃;1.2MAX35104功用引脚介绍MAX35104是一款高集成度的流量计量芯片，内置高压驱动电路、模仿开关、可装备三级集成运算放大器、超低输入偏移比较器以及高精度温度丈量模块;另具有SPI通讯接口，可与恣意类型主控MCU完成指令交互。其内部结构框图及引脚图如下图1所示。其间TX_UPP、TX_UPN引脚和TX_DNP、TX_DNN引脚外部各衔接一个超声波换能器，内部衔接高压脉冲发射模块用于发射和接纳超声波信号;T1和T2为温度丈量引脚，外接PT1000等温度传感器;CMP_OUT/UP_DN引脚用于比较器输出或许指示顺逆流发射方向;SCK、DOUT、DIN和CE四个引脚为SPI通讯接口。
2全体规划方案
一个完好的超声波燃气表包含换能器、MAX35104模仿前端、boost电路、显现电路、电源电路、无线通讯电路和MCU主控电路等。全体结构如下图2所示。
