Ultraschall-Linsenreinigung

Da Sensorsysteme in der Automobil- und Industriebranche immer häufiger eingesetzt werden und immer mehr auf sie zurückgreifen, ist es wichtig, dass sie zuverlässig und ungehindert funktionieren. Die Ultraschall-Linsenreinigung (ULC) nutzt präzise kontrollierte Vibrationen, um Verunreinigungen zu entfernen, die kamerabasierte Sensoren blockieren könnten. SiTime MEMS-Timing bietet die perfekte kleine, stromsparende und vibrationsresistente Lösung für zuverlässiges Takten in ULC.

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Die Ultraschall-Linsenreinigung (ULC) nutzt präzise kontrollierte Vibrationen, um die Linse mit ihrer Resonanzfrequenz in Schwingungen zu versetzen, wodurch Verunreinigungen von der Linsenoberfläche weggeschleudert werden. Verschiedene Vibrationsmodi sind angepasst, um Wasser, Schlamm, Eis und mehr zu entfernen.

Die Reinigung von Ultraschalllinsen ist besonders nützlich für Anwendungen in den Bereichen Automobil, Industrie, Robotik, Überwachung und Verteidigung.

Texas Instruments bietet zwei Geräte für Ultraschall-Linsenreinigungssysteme an: den ULC1001- PWM-Modulator und den DRV2901- Treiber. Der DRV2901 treibt einen piezoelektrischen Wandler an, der die Linse in Bewegung versetzt.

Das Ultraschall-Linsenreinigungssystem von TI benötigt einen einzelnen 10-MHz-Oszillator als Taktquelle mit einer empfohlenen Temperaturstabilität von ±5 ppm. Der MEMS-basierte SiT5008 TCXO erfüllt diese Anforderung auf einer sehr kleinen Grundfläche (2,5 x 2,0 mm). Wenn ein extrem geringer Stromverbrauch und eine kleinere Formfläche (1,6 x 1,2 mm) gewünscht sind, kann der SiT1625-Oszillator mit ±25 ppm verwendet werden.

Aufgrund ihrer Konstruktion sind Silizium-MEMS-Oszillatoren 30-mal widerstandsfähiger gegen Stöße und Vibrationen als Geräte auf Quarzbasis – ein wichtiger Faktor in einer vibrierenden Umgebung wie der Reinigung von Ultraschalllinsen.

MEMS-Resonatoren sind hermetisch abgedichtet und daher unempfindlich gegenüber Verunreinigungen, die in Industrie- und Verteidigungsumgebungen vorkommen können.

Vorteile der SiTime-Timing-Lösungen

SiTime-Geräte bieten gegenüber herkömmlichen Quarzoszillatoren folgende Vorteile:

• Unkompensierte Oszillatoren (XO) weisen über den gesamten Betriebstemperaturbereich eine bis zu zweifach bessere Frequenzstabilität auf.
• Die Stabilität temperaturkompensierter Oszillatoren (TCXO) beträgt nur ±0,1 ppm über -40 °C bis +85 °C (SiT5356). Für die Ultraschall-Linsenreinigung empfiehlt SiTime den SiT5008 (±2 ppm über -40 °C bis +85 °C).
• Dreißigmal bessere Stoß- und Vibrationsfestigkeit.
• Je niedriger die Frequenz, desto größer muss ein Kristallresonator sein. Kleinere Silizium-MEMS-Oszillatoren unterliegen dieser Einschränkung nicht. Kleinere Grundflächen wie 2,5 x 2,0 mm und weniger sind problemlos realisierbar.