FCTVT430系列芯片是目前國內第一款基于CMOS工藝，低供電電壓，渦街傳感器模擬信號處理單芯片解決方案。單芯片解決方案最大程度上降低了傳統渦街流量計轉換器（二次儀表）板級器件的數量，簡化了PCB板級模擬線路布線，從而減少了板級元器件間的耦合干擾，提高了系統抑制干擾能力，增強了系統在工業現場的可靠性和穩定性。同時，PCB板級元器件的減少也降低了渦街流量計的電路設計成本。
FCTVT430系列芯片針對業界主流的渦街流量計使用的壓電陶瓷傳感器的特性，集成了本司自主研發的新型低輸入直流偏置（Low DC input offset）, 高靈敏度電荷放大電路。在小流量工況下，FCTVT430可實現對渦街傳感器輸出的微小電荷信號進行有效放大，從而最大限度上擴展了渦街流量計的流量檢測下限，實測量程比能達到1：30。同時，芯片內部集成的溫度補償電路可滿足渦街流量計在寬溫度工況條件下對流量的穩定測量。根據渦街原理，在不同口徑，不同流量工況下，渦街壓電陶瓷傳感器輸出的信號幅值可從幾十微伏到幾十毫伏，頻率差異很大。FCTVT430內部集成的增益自動調節電路能根據輸入信號大小自動調整系統增益，使得渦街流量計適用于不同口徑管道，不同流量的工況條件，而無需用戶調整前端放大電路參數，從而降低了用戶的研發以及標定成本，提高了系統可靠性。 FCTVT430芯片內部集成的可編程濾波電路能夠針對不同口徑不同流量工況設定不同的濾波截止頻率從而使得渦街信號頻率得到有效的放大而對噪聲信號有效的抑制，提高系統整體的信噪比。為了克服模擬濾波電路對與渦街信號頻率相近的干擾信號處理的不足，芯片內部同時集成了數字濾波電路，能夠對模擬放大電路輸出的毛刺脈沖信號進行有效濾除。
此外，FCTVT430可設置不同的工作模式以滿足用戶在不同工作場合對系統功耗的要求。例如，高靈敏模式，電池供電模式，流量監控模式以及睡眠模式。用戶可通過單片機I/O口控制芯片的工作模式，從而使系統達到功耗和性能的最佳平衡點。
單芯片解決方案也縮短了用戶渦街轉換器的研發周期，降低了研發費用。單芯片解決方案使得對不同口徑渦街流量計能夠統一硬件電路，降低了生產成本與售后維護成本。
芯片主要優點
1、基于CMOS工藝，高度集成，只需少數幾個外圍電阻電容器件。
2、低功耗設計：在電池供電型的渦街流量計中，有效延長電池的使用壽命。在兩線制4-20mA的渦街流量計中，總功耗不能超過4mA，因此降低前端模擬電路的功耗，可以提高后端單片機時鐘頻率，提高數字信號處理的實時性。
3、前端低輸入直流偏置（Low input referred offset), 新型高靈敏度電荷放大電路：可有效擴展流量下限，量程比可達1：30。
4、全差分的電路結構：能夠有效抑制共模干擾信號：輸入共模噪聲，電源共模干擾，地線共模干擾。
5、集成雙路電荷放大器：可配合四線輸出抗震探頭，有效消除管道周期振動。
6、內部溫度補償電路：有效降低直流輸入偏置溫度漂移（DC input offset temperature drift）<1μV/°C。
7、系統增益自動調節：無需軟件算法，可適用各種口徑管道，不同流量工況，使得渦街轉換器設計真正實現無撥碼開關設計。
8、可編程模擬濾波電路：不同工況下有效濾除噪聲信號，最大限度放大有效渦街信號。
9、后端可編程超低功耗數字濾波電路：有效消除模擬比較器在復雜工況下輸出的毛刺脈沖，提高渦街測量線性度和重復性，同時并不增加芯片功耗。
10、可編程工作模式：有效降低系統功耗。
功能框圖
芯片封裝
1、 探頭共振原理及其解決方法
(1) 共振原理：壓電式傳感器渦街探頭在受到渦街漩渦的升力做受迫振動時，如果探頭固有頻率與渦街信號頻率的整數倍接近時，會引起探頭共振。探頭固有頻率越接近渦街信號頻率的整數倍時，共振現象就更明顯。此時，這個固有的諧振頻率耦合到渦街信號中，就會對原始渦街信號造成干擾。
在實測中，我們發現對于不同口徑，這個探頭固有諧振頻率大概在4KHz左右。因此，探頭共振現象對口徑在DN25-D80的渦街影響較為明顯。
消除探頭固有頻率對渦街有效信號影響的一個有效辦法就是低通濾波器。
但模擬低通濾波存在局限性：當渦街有效信號頻率與探頭諧振頻率相接近，同時探頭諧振信號幅值大過渦街有效信號的時候，模擬低通濾波電路無法將諧振頻率信號完全濾除。
(2) FCTVT430單芯片中的解決方案
在電路仿真中，輸入信號為1KHz頻率和4KHz頻率混合,其中1KHz頻率幅值為2mV，4KHz頻率為12mV，模擬濾波器濾波頻率選擇在600Hz
i、 可以從輸入波形看出，1KHz信號完全被淹沒，只能看到4KHz信號
ii、經過600Hz濾波，4KHz諧振頻率信號還是無法完全濾除
在電路仿真中，輸入信號為1KHz頻率和4KHz頻率混合,其中1KHz頻率幅值為2mV，4KHz頻率為12mV，模擬濾波器濾波頻率選擇在1.2KHz
i、 可以從輸入波形看出，1KHz信號完全被淹沒，只能看到4KHz信號
ii、經過1.2KHz濾波效果很差，直接導致后面的數字濾波無法正常工作
1、FCTVT430單芯片——典型應用
2、基于FCTVT430的渦街最小系統設計
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服務郵箱：support@flowchip.com.cn
一、基于 FCTVT430 芯片渦街轉換器評估模塊（EVM）
本評估模塊（Evaluation Module）是基于廈門福齊電子科技有限公司FCTVT430集成芯片的智能渦街轉換器硬件開發系統。用戶可以在此評估模塊基礎上配合福齊公司提供的智能渦街轉換器軟件開發工具包（Software Development Kit），同時根據用戶自身具體需求快速定制智能渦街轉換器，大大縮短用戶的研發周期。福齊公司提供的硬件系統和軟件系統都已經在實際管道上標定測試過。
二、基于FCTVT430芯片的渦街轉化器軟件開發工具包（SDK）
本SDK 是基于廈門福齊電子科技有限公司的FCTVT430 芯片的智能渦街轉換器的軟件系統。開發板的MCU 基于MSP430F5418A。軟件開發工具是IAR，版本6.10.2。該SDK 包含以下功能：
1、FCTVT430 芯片驅動
2、瞬時流量、累積流量的統計和顯示
3、脈沖計算輸出模塊
用戶參照該SDK，同時根據福齊公司提供的用戶參考板硬件電路，只需要通過修改參數就可以根據用戶具體需求定制轉換器，大大縮短用戶渦街轉換器的研發周期。開發者在使用本SDK 之前，請先仔細閱讀《·FCTVT430 Datasheet》。
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