Ultraschallsensorik ist bereits seit Jahrzenten ein potentes Werkzeug für optische Anwendungen, beispielsweise im Bereich Automotive und Medizintechnik. Neuartige technologische Entwicklungen im Bereich miniaturisierter Ultraschallwandler wie CMUT’s und PMUT’s bieten völlig neue Perspektiven in Sachen Miniaturisierung, Operation in Hochfrequenzbereichen sowie Integrationsmöglichkeiten mit der Schnittstellen-Elektronik.
Um die einzigartigen Vorteile höher integrierter Systeme für Ultraschallsensorik zu nutzen, entwickeln Forschende des Fraunhofer EMFT Interface-Transceiver-Lösungen mit geringem Stromverbrauch und hoher Flächeneffizienz.
Ein skalierbarer Mehrkanal-Transceiver-IC mit integrierten Hochspannungstreiberschaltungen und rauscharmen Vorverstärkern kann mit einem 2D-Array von CMUTs für verschiedene Anwendungen zusammengeschaltet werden. Dies ermöglicht auch die monolithische oder hybride Integration von Sensorelektronik in ein kleines System.
CMUTs benötigen eine hohe Vorspannung während des Sende- und Empfangsbetriebs. Konventionell wird diese hohe Vorspannung durch externe Stromversorgungen mit sperrigen externen Filtern angelegt. Der neue Ansatz, der am Fraunhofer EMFT entwickelt wurde, macht externe Komponenten für die Vorspannung der CMUTs überflüssig, indem er ein Zwei-Puls-Schema verwendet.
Fraunhofer-Institut für Elektronische Mikrosysteme und Festkörper-Technologien EMFT