Матрица измерителей поля, Неспешно обсудим? Опции

[zzzzzzzz]

Задумался в качестве темы для собственной "релаксации".
Мысль простая - разработать чип размером с пластину диаметром 100мм, представляющий из себя матрицу из одинаковых ячеек. Каждая ячейка содержит плоскую интегральную катушку, выпрямитель без падения напряжения с емкостью, моп-буфер+коммутатор на шину считывания (почти как CCD).
По периметру - сдвиговые регистры выбора строк и столбцов и аналоговые коммутаторы для считывания потенциалов из ячеек (вернее, токов, для уменьшения наводок и ускорения считывания). Матрица - полный "автомат" с несколькими входами управления и возможностью каскадирования дополнительных матриц до любого приемлемого размера общей матрицы.
Размер ячейки, думаю, следует делать соизмеримым с пикселом монитора, то есть около 250мкм на 250 мкм, 16 ячеек на мм. кв.
Цель - визуализация проходящего от внешнего источника переменного эм поля.
Банальное приложение - визуализатор металлических предметов. Но, не только. Например, дефектоскопия и анализ неоднородностей.
Изделие получится явно не дешевое, поэтому явно не для "игрушек".
"Усиление" информативности прибора может быть достигнуто использованием "пирога" из таких матриц с последующей мощной мат. обработкой.

Хотелось бы, прежде чем "окунаться", обсудить:
1. Целесообразность и необходимость такого прибора.
2. Области применения.
3. Возможные свежие идеи для решения. В том числе, по обработке и конструкции.
4. Возможно, орг. вопросы (вдруг кто-то давно мечтает о таком?
5. Ну и вообще...

Еще раз подчеркну, что это я задумал как инициативное "хобби". То есть, ни заказчиков, ни потребителей пока не знаю. Поэтому есть полная свобода действий.
Опыт разработки больших интегральных CCD-матриц, например, есть.

[zzzzzzzz]

Здесь смешение понятий. Правильнее, наверное, будет - использование геофизических методов (например- сейсмики, электроразведки итд) в строительстве, обследовании зданий и городской инфраструктуры...

Извините, пока не очень представил себе.

Кстати, Вы не переоцениваете технологические возможности?
Например, в идеале, при оцифровке в 10-12 разрядов (3-4 при реальной эксплуатации обычно получаются сами smile.gif ), для уровня сигнала в 5 мВ - наводки на линию передачи от элемента должны быть не более 5мкВ. Т.е. для катушки 0.25*0.25 *10витков - приведенная площадь ~0.6кв мм и - получается допускаемая паразитная площадь возможного контура 0.0006 кв мм.
Особенно критично это для элементов в центре, где эта площадь набирается на длине 50 мм.
Похоже нужна будет диференциальная линия. Или у Вас другие идеи?

Да, только дифференциальный съем, усиление по току и дифференциальная токовая передача инфо. Далее аналоговый мультиплексор (тоже дифференциальный) сигналов с шин данных в общий выходной токовый буфер.
Складывается это все симпатично. Нечто похожее я уже "лепил" в других разработках. Да, будет коммутационный шум. Но, он (и паразитная инжекция) нивелируется полностью дифференциальной схемой построения. Посчитать сейчас реальную шумовую составляющую очень не просто. И пока я это отложил до "лучших времен", когда буду моделировать всю систему в Спайсе.

Кроме того, на пластине получается около 120000 элементов, считая - половина площади уйдет на электронику, остается 60000. Частота считывания, допустим, 1МГц получаем ~ 15 кадров/сек.
Хотелось бы иметь запас скорости, чтобы улучшать с/ш за счет усреднения.
Получается что при 10 кадрах/сек нужно иметь не менее 64 портов считывания, или управляемый интегратор в каждом элементе. Возможно ли это?

Все сказанное неверно. Чип будет представлять из себя матрицу ячеек, в каждой из которых есть все до щин данных.
По одной из четырех сторон чипа размещаются сдвиговые регистры по х и по у. И там же схема управления. Все это займет примерно ширину одной строки матрицы. Довольно компактно. Никаких 120 000 элементов.
Так как технология планируется 3мкм (это не дорого и не плохо), скорость считывания должна составить около 5 МГц. Возможно, удастся 10МГц. Сейчас трудно оценить. Спайс скажет точнее. У матрицы 1 выход (вернее, 2 дифф) данных. Возможно подключение дополнительных матриц - максимум 2 по у (зеркально друг к другу) и много таких пар по х. К выходу каждой матрицы цепляется внешнее АЦП.

И вопрос о встроенном в ячейку выпрямителе - какова его максимальная рабочая частота?

Это не диод. Вопрос в проработке. На вскидку - 100МГц.

Вы сначала определитесь для каких все-таки приложений ориентируете свою разработку. Пока все это пустой разговор.
Про визуализацию (или регистрацию) э-м полей, извините, вообще непонятен ход ваших мыслей: начать с того что
э-м поля имеют различные пространственные состовляющие, которые одной катушкой ну никак... Затем вникайте в суть
различных датчиков э-м полей: ДХ как уже упоминалось, феррозондов, магниторезисторов(-транзистторов) и пр. в интегральном
или на кристалле и т.д., и т.п. Чтобы хоть немного сбить охоту изобретать велосипед, сходите в библиотеку и посмотрите патенты на датчики э-м полей wink.gif

Знаете, ценность таких выступлений равна 0. Не надо показывать свою крутизну в первом же предложении. Все равно пока никто не поверит.

Для вас это нецелесообразно. Необходимость подобных приборов есть и будет всегда!Машиностроение. Строительство и архитектура. Медицина. Оборонка и космосsmile.gif)) Труднее придумать где подобное устройство не будет иметь применение.

Примеры есть? На слух не воспринимаю чего-то.

Для кого-то это работа smile.gif))

не для Вас, случайно?

Только у вас боюсь на коленках и поспрашивав на форумах ничего не получится smile.gif.

Вам видны мои коленки? Сомневаюсь чего-то. Иначе бы увидели на них несколько заводов.
Большая просьба, короче - не надо общих слов. Я их все уже знаю и так.

[asdf]

Извините, пока не очень представил себе.

Все сказанное неверно. Чип будет представлять из себя матрицу ячеек, в каждой из которых есть все до щин данных.
По одной из четырех сторон чипа размещаются сдвиговые регистры по х и по у. И там же схема управления. Все это займет примерно ширину одной строки матрицы. Довольно компактно. Никаких 120 000 элементов.

К прибору в том виде как Вы его описываете, наверное, ближе всего радиоголография.

Тогда я не понял, сколько же всего измерительных ячеек на чипе и какой его размер.
Т.е. по первоначальному сообщению я представил, что под чип Вы хотите использовать всю пластину 100 мм.

[zzzzzzzz]

К прибору в том виде как Вы его описываете, наверное, ближе всего радиоголлография.

Тогда я не понял, сколько же всего измерительных ячеек на чипе и какой его размер.
Т.е. по первоначальному сообщению я представил, что под чип Вы хотите использовать всю пластину 100 мм.

Радиоголография? Не слышал, почитаю.

Да, всю пластину. Но так как матрицу целесообразно делать квадратной, то это будет 256х256 ячеек. И размер ее около 65х65 мм кв. Максимальная высота модуля из нескольких матриц, соответственно, 130 мм. Длина - любая, кратная 65 мм.

А сколько, примерно, это будет стоить в серии?
Цена тоже ограничивает область применения.

Про цену всего устройства я пока ничего сказать не могу - я не знаю даже что это за прибор, как Вы поняли, наверное. А сама матрица, я писал - порядка 10 т. руб. после всех отбраковочных процедур. Возможно, что и существенно дешевле, но не менее тысяч трех - это уже сравнимо с себестоимостью самой пластины с готовой структурой. Нет, конечно, при большом объеме, числа наверняка еще можно ужать. Но, похоже, это не тот случай. Не телевизор, короче .

[Vano_asp]

Да, всю пластину. Но так как матрицу целесообразно делать квадратной, то это будет 256х256 ячеек. И размер ее около 65х65 мм кв. Максимальная высота модуля из нескольких матриц, соответственно, 130 мм. Длина - любая, кратная 65 мм.

А размер чувствительного элемента в ячейке, в вашем случае диаметр катушки? Если не секрет, что из себя представляет такая катушечка (ее характеристики, чувствительность)? Возможно именно это и будет определять область применения устройства в целом.

[zzzzzzzz]

А размер чувствительного элемента в ячейке, в вашем случае диаметр катушки? Если не секрет, что из себя представляет такая катушечка (ее характеристики, чувствительность)? Возможно именно это и будет определять область применения устройства в целом.

В первом приближении такая: