TDC1000-Q1 的主要功能块是发送 (TX) 通道和接收 (RX) 通道。发送器支持灵活的设置以驱动各种超声波换能器，接收器提供可配置块并具有广泛的设置以在各种应用进行信号调节。接收信号链包含一个 LNA（低噪声放大器）、一个 PGA（可编程增益放大器）和两个用于回波鉴定和 STOP 脉冲生成的自动置零比较器。

TDC1000-Q1 提供三种工作模式：模式 0、模式 1 和模式 2。每种模式适用于一种或多种应用，例如流量/浓度测量、容器液位测量、接近检测、距离测量以及一系列需要精确测量飞行时间 (TOF) 的其他应用。

测量周期由器件 TRIGGER 引脚上的触发信号启动。触发信号生效后，START 引脚上会产生一个输出脉冲。该信号用作开始 TOF 测量的时间基准。发送器生成与 START 脉冲上升沿同步的可编程 TX 脉冲以驱动超声波换能器，从而生成超声波，该超声波会穿透声介质。接收器检测到穿过介质的超声波并生成 STOP 信号。超声波是直接接收还是通过反射接收将取决于系统配置。STOP 信号由外部时间数字转换器 (TDC) 使用，该转换器用作非常精确的秒表。系统必须包含一个 TDC，以根据 START 脉冲和 STOP 脉冲之间的间隔来测量 TOF。在某些具有中等精度要求（ns 级）的应用中，可以使用微控制器来测量 TOF 持续时间。在具有高精度要求（ps 级）的应用中，TI 建议使用 TDC7200 时间数字转换器来测量 TOF 持续时间。

在每种应用中，必须通过串行接口 (SPI) 将 TDC1000-Q1 配置为可用的三种工作模式之一。此外，必须根据各种应用特定的参数对该器件进行编程，以下各节对此进行了说明。