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Neue Produkte vom 02/07/2015

iC-Haus

Ins richtige Licht gesetzt

iC-Haus entwickelt Abtast-Chips für optische Positions-Encoder mit einem Fotodioden-Design speziell für blaues Licht.

Bild: iC-Haus
Optischer Encoder für blaues Licht von iC-Haus (Bild: iC-Haus)

Die kürzere Wellenlänge und Eindringtiefe der Photonen verbessert wesentliche Eigenschaften inkrementeller und absoluter Encoder wie Auflösung, Signalamplitude, Klirrfaktor und Jitter. Dabei kommen Effekte moderner Technologien verstärkend zusammen: Blaues Licht weist bei gleicher Spaltbreite eine verringerte Beugung gegenüber langwelligem Licht auf und kann deshalb schärfer abbilden.

Moderne Silizium-Halbleiterprozesse ermöglichen feinere und flachere Strukturen, die der geringeren Eindringtiefe des blauen Lichts entgegenkommen und den Wirkungsgrad verbessern. Feine Strukturbreiten wiederum erlauben ein verschachteltes Layout von Fotodioden, mit denen in Encodern Sinus- und Cosinus-Signale mit geringem Offset erzeugt werden. Gleichzeitig wird in einer flächentreuen Transformation der Randkurven ein hoher Füllfaktor für die lichtempfindlichen Bereiche erzielt.

Blaue LEDs sind die Basis für weiße Strahler, die eine hohe Nachfrage der Automobilindustrie und Beleuchtungstechnik erfahren. Heute sind temperatur- und langzeitstabile blaue LEDs erhältlich, die die bisher in Encodern verwendeten IR und roten LEDs quasi in den Schatten stellen, weil sie diese bezüglich Licht-Ausbeute oder Effizienz übertreffen und zudem bereits preiswerter sind. Als zwangsläufiges Ergebnis des technologischen Fortschritts sowohl bei der LED- als auch in der CMOS-Technologie können optische Positionsabtastungen in besonderem Maße profitieren. iC-Haus hat seine neuen inkrementellen Abtaster der iC-PT H-Series für hohe Auflösungen speziell für blaues Licht optimiert und die Integrationsplattform für derartige Single-Chip Encoder mit dem Markennamen Encoder blue belegt.

Die neuen Encoder-Sensoren der iC-PT H-Serie kombinieren eine verbesserte optische Abtastung mit einer interpolierenden Signalauswertung auf kleinstem Bauraum: Zum Einsatz kommt ein flaches, 5 x 5 mm² großes optoQFN mit Planfenster. Durch die optimierte Phased-Array-Struktur der Fotochips genügt eine minimale Abtastfläche von nur 1.9 mm x 3.1 mm, um beispielsweise 10.000 Impulse von einer Codescheibe mit nur 26 mm Durchmesser zu erzeugen. Das blaue Licht erhöht den Kontrast bei geringerem Rauschen und der bessere Wirkungsgrad reduziert die Stromaufnahme im optischen System.

Die Bausteine liefern jitter-arme Encoder-Quadratursignale mit Index über 4 mA-Push-Pull-Treiber in einfacher, doppelter und vierfacher Auflösung zur genauen Motorregelung. Gleichzeitig werden sonst zur Kommutierung übliche Hall-Sensoren durch drei zusätzlich integrierte Abtastspuren ersetzt. Hier bestimmt die Codescheibe das gewünschte Signal und ist leicht an die benötigte Motorpolzahl anpassbar. Die Index-Verknüpfung sowie die Auflösung werden einfach per Pin eingestellt. Ausgangsfrequenzen bis 1.6 MHz sind zulässig, so dass selbst bei 10.000 Impulsen noch Motordrehzahlen bis ca. 10.000 U/min möglich sind. Zum Anbau und Ausrichtung können analoge Testsignale aktiviert werden. (sc)