Sensorsignal-ASSPs für Luft- und

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Sensorsignal-ASSPs für Luft- und Raumfahrtanwendungen
Optonet
14.05.2014
MAZeT GmbH – Dr. Fred Grunert /Jena 14.05.2014 (1)
Inhalt
1
MAZeT
2
Sensorsignal-ASICs
3
Farb- und Spektralsensoren
4
Anwendungsbeispiel
5
Zusammenfassung
VOM ASIC BIS ZUM SYSTEM
Optoelektronische Sensoren & Baugruppen
Chipdesign ASIC & FPGA
• True Color Sensor ICs | Multispektralsensoren
• Kundenspezifische Schaltkreis-Entwicklung
analog / digital / mixed Signal ASIC / ASSP
• Detektoren und Signalverarbeitung
• Evaluation Boards & Adaption Services
• FPGA-Design
• Fabless Foundry Services
Hardware & Software Design
Baugruppenfertigung & Montage
• Entwicklung elektronischer Baugruppen
• Bauelementelogistik
• PCB-Layout (auch als Einzeldienstleistung)
• Prototypen- & Serienfertigung kunden
spezifischer Baugruppen,
• System- und Anwendungssoftware
• Industrierechner
• Testservices
Inhalt
1
MAZeT
2
Sensorsignal ASICs
3
4
Anwendungsbeispiele
5
Zusammenfassung
SENSOR-SIGNAL IC – MTI08D
- designed by MAZeT • signal conditioning of sensors with current outputs
• programmable gain transimpedance amplifiers with
8 channels (each separately programmable)
• adjustable in 8 transimpedance stages
• input current: typ. 20nA....2,56µA
• transimpedance: typ. 0,2MOhm...25,6MOhm
• signal frequencies: typ. 9kHz...155kHz
• selectable capacities: <5pF or <50pF
• supply voltage 3...5,5V
• programming each channel separately via SPI
• analog voltage MUX output interface
• temperature compensation possible
• available as naked chip (6mm²) or SSOP20 SMD package
Referenz - SENSOR-SIGNAL IC – MDDC
- designed by MAZeT • digital signal converter (current-to-digital)
with 4 channels
• inside programmable gain transimpedance amplifiers with
4 channels and adjustable in 16 transimpedance stages
• input current: typ. 12nA....12µA
• transimpedance: typ. 0,2MOhm...102MOhm
• signal frequencies: typ. 3kHz...300kHz
• internal serial 12 Bit AD-converter
• parallel sampling + MUX
• digital serial output 12 bit via SPI
• supply voltage 2,7...3,6V
• internal temperature compensation
• extended temperatures -40°C ... 125°C possible
• available as naked (5mm²) chip or SMD package
Referenz - SENSOR-SIGNAL IC – MCDC
- designed by MAZeT • digital signal conversion of sensor current outputs (current to capacity ~) –
via continuously integrated charge balancing system
• input currents: 1,3nA...1,3mA
• measurement time : typ. 1s...1ms
• IC configuration via I²C
• digital resolution (ADC) 16 bit
• digital serial output 16 bit via I²C
• synchronization on external devices possible
• supply voltage 2,7...3,6V
• dark current compensation via dummy diode
• low power IC (<3mA, <3µA
in active/low power mode)
• extended temperatures -40°C ... 125°C possible
• available as naked chip (2,5mm²) or SMD package
SW4
SW3
SW2
SW1
GND
VDD
Sensor-Signal IC – MTI04S/Q/E
• connection of photodiodes line and array sensors
Pb
• signal processing for current output sensors
C
• 4-channel transimpedance converter
R
• 8 transimpedance stages - pin programmable
IIN<1>
–
input currents 0-25nA ... 20µA
–
transimpedance 20MOhm ...25kOhm
–
signal frequencies 6...300kHz (large diodes)
OPAMP 1
VOUT<1>
VREF
C
• integrated diode capacitance compensation
R
• integrated Power-Down-mode
PD
IIN<X>
• programmable input capacitance of diodes
OPAMP X
• temperature compensation possible (by using channel 4 as
VOUT<X>
MTI04
reference channel with constant current input)
• available as naked chip (4mm²) or (Q)SOP8 SMD package
Inhalt
1
MAZeT
2
Sensorsignal-ASICs
3
4
Anwendungsbeispiele
5
Zusammenfassung
Sensoren
True Color Sensor
Multiple Color Sensor
MMCS6-CS
MTCSi-CS
MTCSi-CF
typical spectral sensitivity and standard orserver function
100%
X
Y
90%
Z
80%
X-MTCSi
Y-MTCSi
70%
Z-MTCSi
S [%]
60%
50%
40%
30%
20%
10%
0%
400
450
500
550
600
650
wl [nm]700
Filtertechnologie
0,4
S e n s it iv it ä t ( A /W )
Blau
Grün
0,3
Rot
0,2
Der feine Unterschied …
0,1
0,0
375
425
475
525
575
625
675
725
775
Lichtwellenlänge (nm)
Dielektrische Interferenzfilter:
RGB Filter
True Color Filter
V-Lambda
100
90
Filterfunktion anwendungsspezifisch adaptierbar
80
70
T (% )
60
50
40
Hohes Transmissions-/Sperrverhältnis
30
20
10
0
350
Keine Temperaturabhängigkeit
TiO2 / SiO2
Filter Stacks
400
500
550
600
650
700
750
800
λλ (nm
(( ))))
Filterstruktur
V-Lambda Filter
on-chip, micro-struktruiert
Stabile Oberfläche
Keine Alterung
450
Inhalt
1
MAZeT
2
Sensorsignal-ASICs
3
4
Anwendungsbeispiele
5
Zusammenfassung
LED-Flugzeugkabinen-Licht
Temperatureffekte und ihre Ursachen ….
Simulation der typische Änderung des Weißpunktspektrums
– Randbedingung: RGB-LED @ IF = 350mA; T = 0°C….70°C
– Ergebnis: Variation des Spektrums und Helligkeit um ∆u’v’ = 0,035
Spectrum @ 350mA
1,6
0°
°C
70°
°C
Farbverschiebung
5°
1,4
Helligkeit
25°
1,2
1
45°
70°
0,8
0,6
0,4
0,2
0
380
430
480
530
580
630
680
730
780
w l [nm ]
Optische Rückkopplung ….
Kompensation von Umwelteinflüssen ….
Aircraft cabin lighting: HelioJet Spectrum
Quelle: SCHOTT AG
Aircraft position light
Quelle: Aveo Engineering Southwest
Custom designed: Multiple Color Sensor MMCS6-TIAM4
• MMCS6 + MTI08 in one Package
• spectral selective detector
with integrated amplifier
• for color measurements and spectral detections
based on the approximation and interpolation
• possible programming of each channel
• 8 amplifier stages (0,2-25MOhm, 10-250khz,
0,02-2µA)
• power down mode
SW4
SW3
SW2
SW1
GND
VDD
MTCS-TIAM4
Pb
C
R
IIN<1>
VOUT<1>
OPAMP 1
VREF
• MTCSI + MTI04 in one package
• spectral selective detector
with integrated amplifier
C
R
• for color measurements and spectral detections
based on the approximation and interpolation
PD
IIN<X>
OPAMP X
• possible programming of each channel
VOUT<X>
MTI04
• All functional features like MTI04
Inhalt
1
MAZeT
2
Sensorsignal-ASICs
3
4
Anwendungsbeispiele
5
Zusammenfassung
Zusammenfassung
•
MAZeT bietet programmierbare mehrkanalige Transimpedanzverstärker für Fotodiodenarrays an.
•
MAZeT bietet mehrkanalige ADCs für Fotdioden an.
•
Die JENCOLOR-Spektral- und Farbsensoren werden zum Erfassen
der Betriebszustände von LED-Leuchten unter rauhen
Betriebsbedingungen eingesetzt.
•
Die Langzeit- und Temperaturstabilität von LED-Leuchten kann
durch den Einsatz von JENCOLOR-Sensoren in Kombination mit
Farbregelungs-Firmware signifikant verbessert werden.
•
Kundenspezifische Kombinationen von Fotodioden-, Filter- und
Signalverarbeitungsverarbeitungschips führen zu neuen
Produkten hohen Integrationsgrades und neuer Funktionalitäten.
DANKE
Quelle: http://www.nasa.gov
IHR KONTAKT ZUR MAZeT
MAZeT GmbH
Göschwitzer Str. 32 | 07745 Jena
Telefon +49 3641 2809-0
Telefax +49 3641 2809-12
[email protected] | www.mazet.de

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