探索SITIME可編程晶振—助力工業相機

工業相機是機器視覺系統的關鍵組成部分,典型的應用包括基於自動成像的檢測、過程控製、機器人引導、監視、顯微鏡、運動分析、測繪、文檔數字化以及醫學成像。攝像頭收集的數據通常由計算機處理,有或沒有人工智能。

工業相機一般安裝在機器流水線上代替人眼來做測量和判斷,通過數字圖像攝取目標轉換成圖像信號，傳送給專用的圖像處理系統，圖像系統對這些信號進行各種運算來抽取目標的特征，進而根據判別的結果來控製現場的設備動作。

相機系統基於CMOS成像儀、處理SoC或FPGA，以及將圖像傳輸到“外部世界”的接口。根據不同的應用,可以選擇不同分辨率和幀率的成像儀。CMOS圖像傳感器存在不同尺寸。一般來說,傳感器尺寸越大，動態範圍和信噪比越好。

SoC或FPGA處理圖像傳感器收集的數據。典型的處理包括從原始傳感器數據創建可用的靜態圖像或視頻流,並將其壓縮以供傳輸。更高級的處理，如模式識別，可以在相機內或在中央計算機中執行。

存在各種接口將相機連接到機器視覺系統的其他元素。最常見的是以太網,USB, GMSL (Analog Devices),V3-Link和FPD-Link (Texas Instruments)。也可以使用Wi-Fi或專有無線接口。

Block Diagram(電路系統塊圖)

典型的CMOS成像儀需要在6MHz和72MHz之間的固定頻率時鍾。一般來說,傳感器數據速率越高,時鍾頻率越高。這意味著工業相機的幀率遠遠高於普通相機。工業相機每秒可以拍攝十幅到幾百幅圖片,而普通相機隻能拍攝2-3幅圖像,相差較大。

其實數據速率主要取決於三個特性:

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作為數字器件,SoCs和FPGAs可以使用10至40 MHz範圍內的單端振蕩器(如SiT1603)輕鬆進行時鍾處理。如果需要實時時鍾計時,可以添加一個可選的32.768 kHz振蕩器。低功耗振蕩器(如SiT1811)功耗僅為6μA,可在待機模式下實現精確計時。

一般來說接口時鍾取決於芯片組:

下面是同時滿足這幾個特性的SITIME可編程晶振產品：SIT8008、SIT8021、SIT9366、SIT1811、SIT1552。詳細參數如下表：

類別	產品	頻率範圍	主要參數	關鍵特性
MHZ有源晶振	SIT8008	1 to 110 MHZ	• -40°C to +85°C • ±20 ppm 頻率穩定度 • 5 個標準尺寸包裝	• 高可靠性 • 靈活的頻率選擇 • 卓越的溫度穩定性
MHZ有源晶振	SIT8021	1 to 26 MHZ	• -40°C to +85°C • ±50 ppm 頻率穩定度 • 1.5 x 0.8 CSP package	• 高可靠性 • 擴展溫度範圍 • 占地面積小 • 寬可編程頻率範圍
差分晶振	SIT9366	1 to 220 MHZ	• 0.23 ps 低相位抖動 • LVPECL, LVDS, HCSL輸出 • 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 • 各種標準包裝選項
32.768 KHZ有源晶振	SIT1811	32.768 KHZ	• ±20, ±50 ppm 頻率穩定度 • 1.14 to 3.3 V 電壓 • typ. 490 nA 功耗 (no load) • 溫度可達 -40°C to +105°C • 1.2 x 1.1 mm 封裝	• 滿足要求的抖動需求 • PCB占地面積小,更容易布局 • 易於設計,由於靈活性 • MEMS可靠性
32.768 KHZ溫補晶振	SIT1552	32.768 KHZ	• ±5, ±10, ±20 ppm 頻率穩定度 • 1 µA 電流功耗 • 溫度可達 -40°C to +85°C • 1.5 x 0.8 CSP 封裝	• 低功耗 • 占用面積小 • 卓越的穩定性 • 保持更長待機時間,節省能耗