L D O能否提高小型照相机的照片质量

L D O能否提高小型照相机的照片质量

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作者:Chonghyuk Kwon,德州仪器

数字照相电子设备变得越来越便携,集成到高质量的解决方案。照相机应用的高性能与小型尺寸常常受到照相机中为互补金属氧化物半导体(CMOS)图像传感器供电的低压差(LDO)稳压器的影响。图1为智能手机中照相机电路示例。 

1:智能手机中照相机电路

 

我们都听说过“像素”这个词,但是像素对消费者而言意味着什么呢?像素大小能帮助确定CMOS图像传感器中光检测器的大小。很有必要知道光检测器的大小,因为正是光检测器捕获光线,记录下完美的照片。图2为照相过程。

2:高质量照片的产生过程

 

因此,您所需的就是较大的图像传感器来捕获高质量的照片,对吗?不完全如此。由于CMOS图像传感器对噪声的敏感性,需要以特殊的方式供电。CMOS图像传感器的组件特别容易被电源引起的瞬态过电所损坏。电源噪声会影响像素正常捕获光线的能力,导致照片质量不佳。图3是为CMOS图像传感器供电的高级树状电源模块图示例。

3CMOS图像传感器高级树状电源模块图

 

LDO稳压器可以过滤电源中的噪声。为了给图像传感器供电,您需要查看LDO的噪声规格,确保LDO满足终端设备的规格要求。让我们以高性能LDO LP5907作为例子。

 

图4为10Hz至10MHz之间的电源抑制比(PSRR)。PSRR特性使得LDO能够阻隔电源产生的噪声。简而言之,PSRR越高,LDO能阻隔的电源噪声越多。

4LP5907 PSRR

但是这仅是在LDO的输入端,在LDO的输出端呢?这就涉及到噪声频谱密度。图5为10Hz至10MHz之间的输出电压噪声。输出电压噪声越低,传输至CMOS图像传感器的噪声越少。

5LP5907噪声频谱密度

 

表1列出了LP5907的PSRR与输出电压噪声规格。 

 

1LP5907 PSRR与输出电压噪

在满负载电流1kHz与6.5µVRMS时,LP5907 PSRR高达82dB。LP5907的这些参数表明,在设计CMOS图像传感器电源时,可以选择LP5907作为核心部件。由于LP5907极其紧凑,占用的主板空间很少。表2列出了LP5907的封装信息。

2LP5907封装信息

对于照相机应用而言,使用LDO稳压器可以制作更方便、更高品质的数码照相解决方案。LDO提供高性能元素,同时保持高度紧凑。图6为3-MHz 的50-mVpk-pk 输入信号在输出时被LP5907抑制和过滤的示例。

 

6:输入电压波纹与LP5907调节输出电压对比

 

查看TI完整的LDO解决方案产品组合。 

 

其它资源:

用于降低 MSP430G2xx3 功耗的线性稳压器电源解决方法(TIDA-00691)。

原文链接:
 
  • 作者开篇就提出了一个看似与数码相机并无多大关系的问题,按照我们日常的选择概念,买数码相机一定会选像素数大的,因为我们见到的图像实际就是由这些细小的像素构成,要想图像清晰当然要靠像素来保障,这有些像对位图的理解,位图是经不起放大处理的,因为它就是由那些点构成的,一放大就原型毕露了,马上出现了锯齿和马赛克。所以照片质量好是一个必要条件,但它并不充分。因为任何电子产品都是靠电来驱动的,电源的质量直接关系到实际的效果,它不等同于纯粹的理论设计。对数码相机也一样,按像素来衡量只是一个理论性的结果,在实际效果上就不能排除电源的影响了。所谓“LDO”这是从电源入手将实际效果想理论设想的效果逼近。通过实际的检测,文章推荐了一款芯片LP5907,它不但能在输入端,而且能在输出端对电源所携带的杂波进行滤出,从而漂亮地回答了开篇所提出的问题,即LDO在面对电源干扰的情况下是可以提高数码相机照片质量的。其实在工业应用中,合理地提高电源质量都是提升设计质量的可靠保障

  • 本文让我这个单反发烧友了解了很多和常识不想关的东西,大开眼界。原先,我一直认为好的相机,必然是一个合格的相机机身,对图像的处理能达到要求就好,更重要的是有一个犀利的镜头,镜头越高级,排出的照片越清晰,越真实。但文中讲述了CMOS图像传感器对噪声的敏感性,需要以特殊的方式供电。CMOS图像传感器的组件特别容易被电源引起的瞬态过电所损坏。电源噪声会影响像素正常捕获光线的能力,导致照片质量不佳。

    这让我感受到一款好的相机产品,不仅在关键元器件上需要有优秀的品质,例如传感器,镜头,图像处理。更要在外围电路上有良好的支持,这就像木桶原理一样,水位是在最短的那个木板位置。

    让我在了解了相机供电LDOLP5907各项参数的同时,也学到了CMOS传感器对电源稳定性的依赖,眼界有所开阔!

  •    无论是先进的个人电脑,还是高性能微处理器,能否实现高效智能的电源管理,直接影响着电子系统的整体性能。低压差(LDO)线性电源芯片是电源管理方案中的一种,能为各种电子产品,特别是为电池供电的便携式电子设备提供灵活、可靠的电源管理方案。 对LDO芯片来说,大电流与高稳定性是业界发展的趋势,但是随着输出电流的增加,稳定性越来越差,所以设计能同时满足大电流和高稳定性的LDO芯片是一个严峻的挑战。

  •        不错不错,介绍的很详细,解答了我心中的很多疑惑,以前我只知道手机的像素是越高越好,对其原理不太清楚,读了这篇文章后,我对像素的具体成像原理有了更加深入的认识!并且通过具体的数据和测试曲线图来说明了CMOS图像传感器对噪声的高敏感性和使用LDO供电减小噪声干扰的影响,让我受益匪浅,谢谢!

  • 对于精密的仪器来说,电源和晶振就是其心脏和血液。晶振决定着他的心脏跳动是否正常;而电源承当血液的重任,不能有丝毫的杂质,否则就会心梗、脑梗、糖尿病等的综合症,导致数据的采集和处理出现严重的偏差,使得结果与现实的差异增大,有时甚至不能够正确的反应现实,这其实是一个非常可怕的事儿,所以经过LDO过滤平衡后的电源(血液)对产品是多麽的重要。有了LDO就相当于有了新鲜的血液,能够叫产品活得更健康,活得更长久,更能发挥出其出色的本领。

  • 本文的题目: L D O能否提高小型照相机的照片质量

       但是全篇并没有直接回答这个问题, 提高照片质量, 首先是传感器和镜头.  其次是传感器的检测信号的精度和稳定性, 而 LDO 起到的作用也就在于这里了.

           显而易见, 电源的噪声一定是影响图像传感器信号检测的精度和稳定性的重要因素, 不过文章并没有提到什么样的的噪声及带宽和幅度的影响情况, 而是讲了 LDO 对电源噪声的隔离和抑制能力.

    整篇文章切题不算很好, 不过通过提供数据和图文, 对于了解如 LP5907 这类 LDO 对噪声的抑制和隔离性能, 很有帮助