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爱游戏app手机下载 高性能图像传感器的供电

时间:2022-09-23 09:51 点击:64 次

爱游戏app手机下载 高性能图像传感器的供电

作家:安森美首席现场专揽工程师Majid Dadafshar

CMOS 图像传感器的电源布局会权贵影响分辨率、帧率等性能。本文盘问针对此专揽蓄意电源决议时的进军考量。

CMOS 图像传感器的里面结构

典型的 CMOS 成像系统包含有源像素热枕阵列、模拟信号管制电路、模数援手器和用于肆意接口、时序和数据读取的数字部分。阵列的填充因数是感光部分联系于传感器总尺寸的百分比。光电探伤器是一种光敏传感器,用于拿获可见光子并将其援手为电流(毫微微安级)。分辨率用于量化 CMOS 图像传感器中的总像素阵列数,举例,200 万像素传感器阵列是 1600 列和 1200 行。可是,阵列中的像素并非都是有源的(可用于光检测),其中有些(在光学上是玄色的)像素用于黑电温和噪声纠正。

图 1:典型的 CMOS 图像传感器模块

现存多种不同的像素晶体管蓄意,包括三晶体管 (3T)、四晶体管 (4T) 和五晶体管 (5T) 版块。在 4T 布局中,光电二极管将采选到的可见光子援手为电荷。每个电压一次读取一滑并放入柱状电容器 (C) 中。然后使用解码器和多路复用器进行读取。

图 2:四晶体管像素蓄意

帧率用于量化图像管制阵列捕捉完好图像的速率,一般为 30-120 fps。帧率受快门速率影响,后者肆意图像传感器汇聚光泽的时候。可编程时候拒绝,也称为“暗期”,在读取临了一滑之后实行其他任务时,此拒绝也会影响帧率,约为读取速率的 75%。帧是按规矩逐行读取的;临了,缓冲器将统统这个词帧存储为完好图像。

电源蓄意考量

CMOS 图像传感器一般使用三个不同的供电轨,辩认是模拟供电轨 (2.8 V AVDD)、接供词电轨(1.8 或 2.8 V DOVDD)和数字供电轨(1.2 或 1.8 V DVDD)。低压降 (LDO) 稳压器的输入引脚上有一个大旁路电容,不错自如电源,匡助减少电压波动,从而改善图像传感器的噪声性能。电源扼制比 (PSRR) 推敲 LDO 扼制电源纹波引起的输入电压变化,联系我们或者阻断由其他开关稳压器导致的噪声的才气。具有低 PSRR 的 LDO 可能导致拿获的图像中出现无谓要的水平纹波。在针对此专揽蓄意具有充足高 PSRR 的 LDO 之前,可计较给定帧率所需的传感器行频。

图 3:正在进行稳压的 LDO

LDO 里面的反映环路基本决定了职责频率低于 100 kHz 的系统的 PSRR。关于更高频率(高于 100 kHz)专揽,仍取决于无源组件和 PCB 布局。因此,严慎的 PCB 蓄意不错达成紧凑的电流环路,并裁减寄生电感。肤浅 LDO 在高频率下 PSRR 较低。天然这对尺度录像头来说不是问题,但更高分辨率 (50−200 MP) 和高帧率的图像传感器条件 LDO 在更低频率(最高 10 kHz)下的 PSRR 高于 90 dB,在更高频率 (1−3 MHz) 下高于 45 dB。

蓄意时刻

帧率 (30−120 fps) 和行速率 (22−44 kHz) 会产无邪态负载,在模拟供电轨上引起下冲和过冲。在每次帧或行援手时,取得的电流同样于阶跃负载,意味着在每次读取帧和行(或之间)时,LDO 必须无意管制数百毫安级的负载变化。大容量电容(在行和帧频率下具有低阻抗)不错匡助录像头去耦,以减少这种负载切换引起的纹波。

图像传感器的每个像素都有电荷饱和水平(或最大阱容)爱游戏app手机下载,这是在达到饱和之前像素能留存的电荷量(以电子为单元)。图像传感器的动态范围(以 dB 默示)是能同期拿获的图像最亮和最暗部分的比率。LDO 输出端的低频谱噪声密度(在 10 Hz 至 1 Mhz 之间)也有助于减少传输至 CMOS 图像传感器的噪声量,使像素达成更大的动态范围。临了,总体纹波和噪声应至少低于传感器的噪声阈值 40 dB,在数据手册中往往默示为信噪比 (SNR)。

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