探索SITIME可编程晶振—助力工业相机

工业相机是机器视觉系统的关键组成部分,典型的应用包括基于自动成像的检测、过程控制、机器人引导、监视、显微镜、运动分析、测绘、文档数字化以及医学成像。摄像头收集的数据通常由计算机处理,有或没有人工智能。

工业相机一般安装在机器流水线上代替人眼来做测量和判断,通过数字图像摄取目标转换成图像信号，传送给专用的图像处理系统，图像系统对这些信号进行各种运算来抽取目标的特征，进而根据判别的结果来控制现场的设备动作。

相机系统基于CMOS成像仪、处理SoC或FPGA，以及将图像传输到“外部世界”的接口。根据不同的应用,可以选择不同分辨率和帧率的成像仪。CMOS图像传感器存在不同尺寸。一般来说,传感器尺寸越大，动态范围和信噪比越好。

SoC或FPGA处理图像传感器收集的数据。典型的处理包括从原始传感器数据创建可用的静态图像或视频流,并将其压缩以供传输。更高级的处理，如模式识别，可以在相机内或在中央计算机中执行。

存在各种接口将相机连接到机器视觉系统的其他元素。最常见的是以太网,USB, GMSL (Analog Devices),V3-Link和FPD-Link (Texas Instruments)。也可以使用Wi-Fi或专有无线接口。

Block Diagram(电路系统块图)

典型的CMOS成像仪需要在6MHz和72MHz之间的固定频率时钟。一般来说,传感器数据速率越高,时钟频率越高。这意味着工业相机的帧率远远高于普通相机。工业相机每秒可以拍摄十幅到几百幅图片,而普通相机只能拍摄2-3幅图像,相差较大。

其实数据速率主要取决于三个特性:

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作为数字器件,SoCs和FPGAs可以使用10至40 MHz范围内的单端振荡器(如SiT1603)轻松进行时钟处理。如果需要实时时钟计时,可以添加一个可选的32.768 kHz振荡器。低功耗振荡器(如SiT1811)功耗仅为6μA,可在待机模式下实现精确计时。

一般来说接口时钟取决于芯片组:

下面是同时满足这几个特性的SITIME可编程晶振产品：SIT8008、SIT8021、SIT9366、SIT1811、SIT1552。详细参数如下表：

类别	产品	频率范围	主要参数	关键特性
MHZ有源晶振	SIT8008	1 to 110 MHZ	• -40°C to +85°C • ±20 ppm 频率稳定度 • 5 个标准尺寸包装	• 高可靠性 • 灵活的频率选择 • 卓越的温度稳定性
MHZ有源晶振	SIT8021	1 to 26 MHZ	• -40°C to +85°C • ±50 ppm 频率稳定度 • 1.5 x 0.8 CSP package	• 高可靠性 • 扩展温度范围 • 占地面积小 • 宽可编程频率范围
差分晶振	SIT9366	1 to 220 MHZ	• 0.23 ps 低相位抖动 • LVPECL, LVDS, HCSL输出 • 2.5 to 3.3 V • -40°C to 105°C • 3.2 x 2.5 mm 尺寸	• 高可靠性 • 低功耗 • 各种标准包装选项
32.768 KHZ有源晶振	SIT1811	32.768 KHZ	• ±20, ±50 ppm 频率稳定度 • 1.14 to 3.3 V 电压 • typ. 490 nA 功耗 (no load) • 温度可达 -40°C to +105°C • 1.2 x 1.1 mm 封装	• 满足要求的抖动需求 • PCB占地面积小,更容易布局 • 易于设计,由于灵活性 • MEMS可靠性
32.768 KHZ温补晶振	SIT1552	32.768 KHZ	• ±5, ±10, ±20 ppm 频率稳定度 • 1 µA 电流功耗 • 温度可达 -40°C to +85°C • 1.5 x 0.8 CSP 封装	• 低功耗 • 占用面积小 • 卓越的稳定性 • 保持更长待机时间,节省能耗