模數(shù)轉(zhuǎn)換器（ADC）、數(shù)模轉(zhuǎn)換器（DAC）聽的多了，時(shí)間數(shù)字轉(zhuǎn)換器（TDC——Timer Digital Converter）是什么原理的器件？為什么是ARM CortexM3，而不是M0、M4？還有，超聲波水表這種創(chuàng)新產(chǎn)品形式是否到了大規(guī)模商用階段呢？本文將介紹TDC-GP22在智能超聲波水表中起到何種關(guān)鍵作用，ARM CortexM3 MCU如何在超低功耗突破方面再助一臂之力？
　　超聲波水表概述
　　當(dāng)智能電表在電力系統(tǒng)中如火如荼地發(fā)展時(shí)，水表也在朝智能化、全電子化的方向快速發(fā)展。這一方面因?yàn)槿蛩Y源的短缺迫使政府重視節(jié)水和水量控制，另一方面也源于現(xiàn)代工業(yè)技術(shù)的成熟發(fā)展使得智能水表的實(shí)現(xiàn)成為可能。能滿足階梯計(jì)價(jià)的智能式水表將會成為建設(shè)節(jié)水型社會一大利器！
　　水表技術(shù)的創(chuàng)新發(fā)展是實(shí)現(xiàn)用水智能測量的重要武器。超聲波水表是采用超聲波時(shí)差原理，采用工業(yè)級電子元器件制造而成的全電子水表。這種超聲波測量是利用一對超聲波換能器相向交替（或同時(shí)）收發(fā)超聲波，通過檢測超聲波在介質(zhì)中的順流和逆流傳播時(shí)間差來間接測量流體的流速，再通過流速來計(jì)算流量。
　　
　　與傳統(tǒng)機(jī)械式水表相比較，超聲波水表精度高、可靠性好、量程比寬、壽命長、無活動部件、任意角度安裝、更換非常靈活等重要優(yōu)勢：
　　l精度高：測量的分辨率高；
　　l可靠性好：超聲波回波測量穩(wěn)定可靠；
　　l量程比寬：始動流量非常小（10Mio./年）。
　　在中國，超聲波測量方式已經(jīng)在熱量表和流量計(jì)當(dāng)中得到普遍的應(yīng)用和驗(yàn)證。由于超聲波方式的優(yōu)勢，以及測量超聲波電路的不斷發(fā)展和完善，智能水表也將向這種方式發(fā)展。國家住建部標(biāo)準(zhǔn)定額司相關(guān)單位委托行業(yè)領(lǐng)軍企業(yè)牽頭組織起草的“超聲波水表”國家標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)基本完成。
　　超聲波水表關(guān)鍵技術(shù)
　　關(guān)鍵部件——TDC-GP22
　　德國Acam公司的測量芯片在超聲波測量上已得到普遍認(rèn)可和采用。回到文章開頭提到的時(shí)間數(shù)字轉(zhuǎn)換器TDC-GP22，它是Acam公司利用純數(shù)字化CMOS技術(shù)生產(chǎn)的時(shí)間數(shù)字轉(zhuǎn)換器，能將時(shí)間間隔的測量量化到22ps的精度，可以說天生就肩負(fù)了推動智能超聲波技術(shù)變革的使命。
　　
　　其實(shí)，Acam公司的第一顆TDC芯片TDC-GP1早在1996年就已經(jīng)投入市場，并在超聲波流量計(jì)中得到了廣泛的應(yīng)用。該公司在2005年推出了高性價(jià)比的TDC-GP2芯片，在超聲波熱量表市場中建立了良好的基礎(chǔ)。2011年初其專門針對超聲波熱量電路設(shè)計(jì)的TDC-GP21芯片問世。有了前面這些階段的技術(shù)驗(yàn)證和市場積累，2011年底，Acam專門為水表特定的功能更強(qiáng)大的芯片TDC-GP22正式進(jìn)入市場。